過氧化物酶體增殖物激活受體β(δ)對肌纖維類型轉化和肉品質的影響及其調控因素研究進展

孫 冰 侯艷茹 蘇 琳 靳 燁

(內蒙古農業大學食品科學與工程學院，呼和浩特 010018)

肌纖維作為組成肌肉組織的基本結構單位，其類型組成、比例分布及生物學特性與畜禽的生長發育和肉品質緊密相關[1]。不同類型的肌纖維具有不同的特性，氧化型肌纖維的電子傳遞鏈含有較高含量的肌血球素和肌紅蛋白，具有更高的氧化能力和較低的肌球蛋白ATP酶活性。相反，酵解肌纖維具有更高的ATP酶活性和少量的糖原。肌肉纖維類型組成與肌肉的形態特征有直接關系，是改善肌肉功能的重要研究對象。氧化型肌纖維在肌肉組織中占比高時，肌肉大理石花紋豐富、色澤鮮紅、細嫩多汁且保水性較好。酵解型肌纖維在肌肉組織中占比高時，宰后過程中會導致pH降低和蛋白質結構退化，更易產生白肌肉(PSE肉)[2]。因此，長期以來，通過調控肌纖維的類型組成來改善畜禽肉品質是國內外學者研究的熱點。

不同類型肌纖維在完成轉化過程中涉及一些復雜的生物學信號通路，骨骼肌具有高度可塑性，機體在生長發育進程中或受到某些外界刺激時，細胞內相關的信號通路就會發揮調控作用，激活一些特異性因子的表達，進而完成轉化。不同類型的肌纖維之間遵循以下轉化路徑：Ⅰ型(慢收縮氧化型)?Ⅱa型(快收縮氧化酵解型)?Ⅱx/d型(中間型)?Ⅱb型(快收縮酵解型)。骨骼肌的肌纖維類型轉化受多種轉錄因子調控，其中過氧化物酶體增殖物激活受體β(δ)[peroxisome proliferator-activated receptor β(δ)，PPARβ(δ)]較為重要[3-4]。目前過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator activated receptors，PPARs)有3種結構亞型被相繼發現，并分別命名為過氧化物酶體增殖物激活受體α(peroxisome proliferator-activated receptor α，PPARα)、PPARβ(δ)、過氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxisome proliferator-activated receptor γ，PPARγ)。這3種結構亞型由不同功能的基因編碼而成，因其在分布和組織上不同的表達，功能也略有差異。相比于其他2種亞型，PPARβ(δ)在各種組織中都廣泛表達，尤其在骨骼肌中[5]。PPARβ(δ)作為生物體內重要的核受體，其所引起的核內轉錄變化對肌纖維類型的轉化和肌肉有氧耐力的提高有著關鍵的調控作用。本文主要對PPARβ(δ)的生物學功能、PPARβ(δ)對肌纖維類型轉化的影響及其內在調控機制、激活PPARβ(δ)的因素以及其與肉品質的關系進行綜述，以期為今后通過調控肌纖維類型組成，進而改善畜禽肉品質提供新思路。

1 PPARβ(δ)概述

作為新型的固醇類核受體，PPARβ(δ)可調節目的基因的表達，其所編碼的蛋白質與生物體內其他核受體具有極為相似的功能區和結構區[6]。PPARβ(δ)的結構域由A～F 6個結構區組成，如圖1所示。結構域A/B區位于N端，該區功能主要是作為反式調控元件及調節其與DNA相結合的能力。C區稱為DNA結合域(DNA-binding domain，DBD)，能特異性識別靶基因序列，實現與靶基因的結合，與DNA上相匹配的反應元件結合，從而完成對基因轉錄過程的調節。D區稱為鉸鏈區(hinge)，主要調節轉錄活性，易形成異聚體，并通過與DNA的結合連接DNA結合域和配體結合域(ligand biding domain，LBD)。E區位于C端，是配體結合域；E區內部有1個“Y”型的疏水袋，PPARβ(δ)的配體袋較狹窄，PPARα、PPARγ的配體相對較大無法與之結合[7]。PPARβ(δ)通過配體結合域與配體相結合，將自身轉化成一種特殊的活性形式，從而能夠與DNA結合并調節目的基因表達。除上述功能區域外，在靠近C端還有一段F區，功能尚未見報道[8]。

AF1：活化功能1 activation function 1；DBD：DNA結合域 DNA-binding domain；Hinge：鉸鏈區；LBD：配體結合域 ligand biding domain；AF2：活化功能2 activation function 2；Transactivation：轉錄激活；Dimerization：二聚化；Co-activator recruitment：結合協同激活劑。

E區在核酸定位和受體二聚化過程中起關鍵作用，受體二聚化過程是PPARβ(δ)在核內發揮活性所必不可少的。通過配體結合域完成與PPARβ(δ)的結合，PPARβ(δ)一旦經配體激活后，轉錄活性便立即發生改變，可與DNA特定位點結合調節目的基因表達，該位點由一個堿基對分隔的六聚體序列組成，位于靶基因的啟動子/增強子區域。配體的結合觸發構象變化，導致共阻遏物的釋放、輔激活因子的募集和最后的靶基因表達[9]。

2 PPARβ(δ)對肌纖維類型轉化的影響及其調控機制

2.1 PPARβ(δ)對肌纖維類型轉化的影響

PPARβ(δ)的生物學效應主要體現在能促進脂肪細胞分化和脂肪生成、調節機體內糖脂平衡、提高機體對胰島素的反應性和抑制炎癥基因等方面[10-11]。隨著研究的深入，“馬拉松鼠”的問世初次揭示了PPARβ(δ)在肌纖維類型轉化、線粒體生物發生、提高肌肉有氧耐力等方面發揮著重要作用[12]。因此，PPARβ(δ)對促使肌纖維類型發生轉化進而提升肌肉耐力一直備受關注。PPARβ(δ)是肌肉組織中能夠驅動功能性Ⅰ型肌纖維形成的轉錄因子，其激活機制歷經復雜的途徑，能促使快肌纖維功能和形態特征發生變化，使其向慢肌纖維轉化，提高生物體抗疲勞性和改善骨骼肌氧化代謝功能。PPARβ(δ)經激活后能調控肌纖維類型分布并能啟動相應的神經調節，使神經末梢產生適應，進而可生成新的運動單位[12]。

Luquet等[13]和Wang等[12]先后建立了肌肉特異性PPARβ(δ)過表達的動物模型以探尋PPARβ(δ)在骨骼肌中的生物學效應，結果表明骨骼肌中PPARβ(δ)過表達時可促使酵解型肌纖維更多的向氧化型肌纖維轉化，氧化代謝相關基因表達量顯著增加，并且這極大影響了小鼠肌肉的發育和氧化代謝能力。這提示我們PPARβ(δ)可能是骨骼肌中促進線粒體生物發生和肌纖維類型發生轉化的調控因子，在肌肉重塑中起到了不容忽視的調控作用，同時PPARβ(δ)在提高骨骼肌耐力的生物學調控作用方面給人以啟發。荊海軍[14]通過對C2C12成肌細胞株和小鼠原代成肌細胞分化過程進行深入研究，發現PPARβ(δ)的過表達能顯著上調氧化型肌纖維的表達量。以上研究結果說明骨骼肌中PPARβ(δ)基因特異性高表達能誘導骨骼肌纖維重塑的部分特征，如增強氧化酶和線粒體標志蛋白的表達。同時，PPARβ(δ)的激活能夠誘導骨骼肌收縮力提高[15]。將PPARβ(δ)轉基因小鼠放在輸氧的封閉跑步機上，它們抗疲勞能力更強，能夠維持的時間和距離分別增加了67%和92%；相反，PPARβ(δ)基因敲除小鼠能維持的時間和距離比野生型小鼠均短約30%[12]。以上這些研究結論都提示我們，PPARβ(δ)作為信號轉導過程重要的靶點，對促進肌纖維類型轉化、線粒體生物發生和提升骨骼肌耐力適應中有著積極的作用。

2.2 PPARβ(δ)對肌纖維類型轉化的調控機制

在過去的20多年里，控制肌纖維類型轉換的基因調節通路已經被廣泛描述，隨著近些年研究的不斷深入，更多的結論證實核受體在骨骼肌能量代謝和肌纖維類型轉換的調節中起著至關重要的作用[16]，其中核受體PPARβ(δ)可通過結合其他激活因子、激酶級聯等產生多種信號事件，這些信號通過改變機體內關鍵核受體的轉錄活性、微小RNA(microRNA，miRNA)的穩定性等，最終誘導骨骼肌纖維類型發生轉化。在關于PPARβ(δ)調控肌纖維類型發生轉化的過程中，其可能的內在作用機制主要是過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔激活劑1α(peroxisome proliferator-activated receptor gamma co-activator 1-α，PGC-1α)/PPARβ(δ)/雌激素相關受體γ(estrogen-related receptor γ，ERRγ)/miRNA途徑(圖2)。

AMPK：腺苷酸活化蛋白激酶AMP-activated protein kinase；SIRT1：沉默信息調節因子1 silent information regulator 1；CaM：鈣調素 calmodulin；CaMK：鈣調素依賴性蛋白激酶 calmodulin dependent protein kinase；PGC-1α：過氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因子-1α peroxisome proliferator-activated receptor gamma co-activator 1 alpha；MEF2：肌細胞特異性增強結合因子2 myocyte-specific enhancer-binding factor 2；CaN：鈣調磷酸酶 calcineurin；HDACs：組蛋白脫乙酰酶 histone deacetylases；NFAT：T細胞核因子 nuclear factor of activated T cells；FNDC5：纖維連結蛋白Ⅲ型域包含蛋白5 fiber links protein Ⅲ domain contains 5；Fnip1：卵泡素互作蛋白1 folliculin interacting protein 1；FoxO1：叉頭框轉錄因子O亞族1 forkhead box transcription factor O1；Irisin：鳶尾素；Akt：蛋白激酶B protein kinase B；PPARβ/δ：過氧化物酶體增殖劑激活受體β/δ peroxisome proliferators-activated receptor β/δ；ERRγ/β：雌激素相關受體γ/β estrogen-related receptor γ/β；Mediators：介質；Fiber Type Switching：纖維類型轉化。

PGC-1α是一種轉錄的協同激活因子，參與肌纖維轉化、線粒體生物合成和能量代謝等骨骼肌生理學的多個方面，在Ⅰ型肌纖維中高表達[19]。PGC-1α共激活許多轉錄因子，包括PPARs和雌激素相關受體(estrogen-related receptor，ERR)、核呼吸因子1/2(nuclear respiratory factor 1/2，NRF1/2)和肌細胞增強因子2(myocyte enhancer factor 2，MEF2)。PGC-1α直接與其轉錄因子相互作用，通過組蛋白乙酰轉移酶活性來募集介導染色質重塑的分子，并通過募集轉錄機制的成分，如RNA聚合酶Ⅱ來實現基因轉錄[20]。PGC-1α的表達可由多種生理刺激誘導，如冷暴露、禁食和運動訓練，PGC-1α可以協調多個轉錄因子的活性，以適應各種外部刺激，從而控制肌肉中的代謝和結構適應[21-22]。

小鼠骨骼肌中過表達PGC-1α可導致Ⅰ型肌纖維比例的增加、線粒體代謝標志性基因的表達量上調[23]，當小鼠缺失PGC-1α時，會降低其線粒體關鍵基因表達量和運動氧化能力[24]。Luquet等[13]研究揭示，PGC-1α在沒有配體的情況下便可迅速激活PPARβ(δ)，也有學者認為PGC-1α對PPARβ(δ)的激活作用是通過蛋白質之間的互作進行的[25]。這說明PGC-1α對肌纖維類型轉化的影響極有可能是通過激活其下游效應器PPARβ(δ)來實現的。Lin等[23]通過建立PGC-1α轉基因小鼠模型，發現PGC-1α過表達誘導線粒體基因和線粒體酶細胞色素C氧化酶亞基Ⅱ(cytochrome C oxidase Ⅱ，COXⅡ)、細胞色素C氧化酶亞基Ⅳ(cytochrome C oxidase Ⅳ，COXⅣ)基因表達量增加，并且Ⅰ型肌纖維標志基因，如肌紅蛋白和肌鈣蛋白的表達量也顯著增加，說明PGC-1α在高含量下能誘導更完全的肌纖維類型轉化；這其中伴隨著肌細胞增強因子2(myocyte enhancer factor 2，MEF2)表達量的顯著提高，該研究結果揭示在肌纖維轉化過程中PGC-1α與MEF2能協同激活轉錄過程。Kr?mer等[26]對人體肌肉進行活體組織檢查后發現，與運動量正常的人相比，運動員的PGC-1α和PPARβ(δ)mRNA 表達量與骨骼肌中氧化型肌纖維含量變化趨勢一致，提示我們PPARβ(δ)可能位于PGC-1α的下游，受PGC-1α的調控，從而影響骨骼肌有氧代謝以及肌纖維類型的轉化。PGC-1α的表達受很多因素影響，已確切證實PGC-1α可以與多數核內激素受體包括PPARβ(δ)在內的超家族成員，以不同的方式與其完成分子對接任務，進而調控機體生物學功能[27]。以上結論提示我們今后可以考慮從激活PGC-1α上調PPARβ(δ)的表達，進而以PPARβ(δ)調控肌纖維轉化機制為切入點進行研究觀察。

miRNA作為基因調控過程的關鍵角色，這一重要發現開拓了基因表達控制的一個新維度[28]。miRNA是一類保守性極高的非編碼RNA，此前已有大量研究證實miRNA在控制骨骼肌發育、肌球蛋白表達和肌纖維表型等方面有重要作用。多數miRNA編碼在宿主基因的內含子中，表明它們與其宿主基因共同參與調控過程，miRNA可以通過翻譯或基因沉默來調節基因表達[29]。其中有一類內含子miRNA在肌肉中特異性表達并在肌纖維發育及類型轉化中起關鍵作用，被稱為肌源性miRNA(myomiRNA)，例如miR-1、miR-499-5p、miR-208a、miR-208b和miR-499等，其中典型的慢肌基因miR-208a、miR-208b和miR-499分別是由其相應的肌肉特異性肌球蛋白重鏈基因(myosin heavy chains,Myh)Myh6、Myh7和Myh7b所編碼[30]。

有學者初步預測miR-206可能通過抑制慢肌纖維轉錄的阻遏物(Sox6)的表達來促進慢肌纖維的形成[31]，但尚未得到證實。2009年，Van Rooij等[32]首次提出核受體PPARβ(δ)和ERRγ協同作用能夠激活Myh7和Myh7b基因的轉錄，從而在氧化型肌纖維能量代謝中發揮關鍵作用。Gan等[16]對從轉基因小鼠MCK-PPARs鼠中分離出的miRNA表達譜進行研究并結合基因表達結果發現了PPARs和miRNA之間的聯系，ERRγ和miR-208b、miR-499表達量與MCK-PPARβ(δ)小鼠肌肉中Ⅰ型肌纖維標志基因的表達量呈正相關。與此相反，miR-208b、miR-499表達量在MCK-PPARα小鼠肌肉中被抑制，同時缺乏對ERRγ的誘導和對Ⅰ型肌纖維程序的抑制。對骨骼肌細胞功能獲得和喪失的研究證實PPARβ(δ)和PPARα在通過miR-208b、miR-499回路調節Ⅰ型肌纖維程序中具有相反的作用。這些結果證實PPARs信號位于miR-208b、miR-499的上游，并且PPARβ(δ)激活而PPARα抑制肌肉中的miRNA回路。然而，在miR-208b、miR-499啟動子中沒有發現一致的PPARs結合位點，卻發現了另一種核受體ERRγ的高度保守位點，ERRγ已被證明在骨骼肌中促進Ⅰ型肌纖維的形成[33]；此外，該研究組還發現，ERRγ通過高度保守的ERR反應元件能直接激活Myh7(miR-208b)和Myh7b(miR-499)基因的轉錄，在這一調控網絡中起著關鍵作用，考慮到ERRγ的表達量在MCK-PPARβ(δ)小鼠肌肉中升高，ERRγ被認為是PPARs和miR-208b、miR-499之間聯系的橋梁，PGC-1α在這一調節機制中極有可能通過其對ERRγ和PPARβ(δ)的協同激活效應而起到助推作用[33]。通過后續對小鼠做功能缺失和獲得試驗，以及結合人體肌肉的組織切片，證明PPARβ(δ)通過ERRγ對miR-499和miR-208b產生刺激作用，確實能夠上調慢肌纖維比例[34]，Sox6是Sox基因家族的轉錄因子，是慢肌纖維特異性基因的阻遏物，在骨骼肌分化發育過程中具有重要的作用。在調控肌纖維類型方面，肌肉組織中缺失Sox6基因后，Myh7(miR-208b)的表達量顯著提高，酵解型肌纖維在向氧化型肌纖維轉化過程中伴隨慢肌纖維特異性基因肌鈣蛋白1(troponin I type 1，TNNI1)、肌紅蛋白(myoglobin)(慢肌纖維中高表達)以及線粒體標志蛋白表達量的顯著提高[35]。迄今，有大量研究在大鼠、小鼠、豬和人的試驗中證實Sox6是miR-499-5p的下游靶基因[36-40]。

由此可見，PPARβ(δ)通過ERRγ、miRNA網絡及Sox6調控骨骼肌慢肌纖維形成的具體信號途徑中伴隨著復雜多樣的作用機制，還需要進行更加深入的研究。

3 激活骨骼肌PPARβ(δ)表達的因素

PPARβ(δ)表達的激活受到多種因素的影響，包括配體和運動，這些因素通過激活PPARβ(δ)高表達進而使肌纖維類型發生轉化。

3.1 配體

PPARβ(δ)配體根據來源分為天然配體和人工合成配體2種，其中天然配體包括大部分不飽和脂肪酸、支鏈脂肪酸等。亞油酸(C18∶2)、α-亞麻酸(C18∶3)和花生四烯酸(C20∶4)等是PPARβ(δ)較為有效的天然配體。根據作用可分為激動劑和拮抗劑，拮抗劑或激動劑與配體結合域結合后，PPARβ(δ)能更加穩定地與協同激動子或協同抑制子結合發揮作用[4]。

3.1.1 不飽和脂肪酸

作為調節骨骼肌脂肪酸代謝的核受體，PPARβ(δ)由不飽和脂肪酸激活。Tumova等[41]研究表明，與幾種類型的不飽和脂肪酸(如棕櫚酸、亞油酸、花生四烯酸、α-亞油酸和二十二碳六烯酸)相比，油酸對PPARβ(δ)具有最高的配體活性，在脂肪組織和維持骨骼肌功能方面有重要作用。給老年大鼠補充油酸后，PPARα、PPARβ(δ)及PGC-1α的表達量顯著增加，n-3多不飽和脂肪酸(n-3 PUFA)還可以改變肌纖維的氧化代謝，使快肌纖維向慢肌纖維轉化[42]。與此一致，Watanabe等[4]研究表明油酸可激活PPARβ(δ)的表達，在轉錄水平可上調肌球蛋白重鏈(myosin heavy chain，MyHC)Ⅰ和PGC-1α的基因表達，且能夠增加線粒體數量和最大呼吸體積并誘導C2C12肌管中慢肌纖維的形成。為進一步探究PPARβ(δ)與補充油酸誘導慢肌纖維形成之間的關系，該研究小組通過小分子干擾RNA(small interfering RNA，siRNA)轉染技術在C2C12成肌細胞中進行了PPARβ(δ)敲除，結果表明PPARβ(δ)經油酸激活后作為轉錄因子，誘導脂肪酸代謝相關基因的表達；然而MyHCⅠ和線粒體因子的表達并不依賴于PPARβ(δ)的機制調節，由此說明油酸作為PPARβ(δ)配體起激活作用，并誘導脂肪酸代謝基因[丙酮酸脫氫酶激酶同工酶4(pyruvate dehydrogenase kinase isozyme 4，PDK4)、肉毒堿棕櫚?；D移酶1B(carnitine palmitoyltransferase 1B，CPT1B)和PPARα]的表達，從而促進機體氧化代謝。以上研究說明不飽和脂肪酸尤其是油酸能有效促進PPARβ(δ)的表達，同時能上調肌肉中氧化型肌纖維的比例，但是不飽和脂肪酸對肌纖維類型轉化調控機制還有待于進一步深入研究。

3.1.2 激動劑

近年來已有多位國內外學者研究證實補充外源性PPARβ(δ)激動劑同樣能夠使骨骼肌纖維由酵解型肌纖維向氧化型肌纖維轉化，但是內在轉化機制尚不清楚。

Oliver等[43]在2003年研發出一種苯氧乙酸化合物(GW501516)，是迄今最為人們關注的選擇性PPARβ(δ)受體激動劑，這種化合物對激活PPARβ(δ)具有更強的選擇性，可高出其他亞型1 000倍，在納摩爾每升的濃度水平就可以使PPARβ(δ)激活。Wang等[12]灌胃小鼠PPARβ(δ)激動劑(GW501516)10 d后，小鼠的線粒體生物合成功能和呼吸氧化作用增強，骨骼肌慢肌纖維比例分布有所上調，且肉色得以改善，表明PPARβ(δ)是肌纖維轉化過程的關鍵因子。為進一步證實體內過表達PPARβ(δ)對肌纖維類型的轉化作用，姚國佳[44]對小鼠進行灌胃PPARβ(δ)激動劑(GW501516)后發現，小鼠骨骼肌中PPARβ(δ)mRNA和蛋白表達量有了顯著提高，且小鼠骨骼肌中MyHCⅠ和MyHCⅡx基因表達量顯著上調，同時MyHCⅡb基因表達量顯著下調。方海琴等[45]通過建立小鼠外源性補充PPARβ(δ)激動劑(GW501516)并輔以運動的試驗模型，證實了補充PPARβ(δ)激動劑可促進小鼠骨骼肌纖維類型從酵解型向氧化型發生轉化，其作用機制可能是激動劑的補充激活了PPARβ(δ)受體，而后與輔激活因子PGC-1α協同作用，增強線粒體的生物合成過程，并促使小鼠骨骼肌纖維類型的轉化。荊海軍[14]將PPARβ(δ)特異性激動劑GW0742添加于成肌細胞分化培養基中發現，在成肌細胞株和小鼠原代成肌細胞分化過程中PPARβ(δ)的過表達能顯著上調氧化型肌纖維的分布比例，這進一步證實了方海琴等[45]的研究，為進一步研究PPARβ(δ)通路誘導肌纖維類型轉化機制提供了參考。

3.2 運動

運動作為一種刺激方式可以引起機體產生一系列應答反應。肌纖維與運動訓練密切相關，氧化型肌纖維比例高能提升運動耐力，另外，運動訓練可促進氧化型肌纖維的形成，從而改變骨骼肌纖維類型分布。但是，就目前所有結論而言，運動究竟能否能誘導骨骼肌PPARβ(δ)mRNA和蛋白的表達，從而使肌纖維類型發生轉化還沒有從根本上得到證明。

1997年，Zipper[46]首次發現大鼠經運動訓練后肝臟中的PPARs基因表達量能顯著增加100%～200%，這可能是由于運動時交感神經興奮，腎上腺素、糖皮質激素和瘦素等分泌增加，胰島素水平下降，從而與相應的受體相結合，激活其相應的信號轉導途徑，繼而作用于相應的靶蛋白所致。Luquet等[13]為探討運動與肌肉PPARβ(δ)表達之間的可能關系，研究了游泳訓練對小鼠跖肌PPARβ(δ)蛋白表達的影響，結果表明，野生型小鼠經過3周的游泳訓練后，骨骼肌PPARβ(δ)含量可增加1倍左右，訓練6周后PPARβ(δ)蛋白表達量顯著高于前3周訓練的水平，這些結論支持PPARβ(δ)具有肌肉運動適應性反應的介質作用。Kr?mer等[26]研究發現，運動能使PPARβ(δ)的表達量增加，同時可增加肌纖維中MyHCⅠ的比例。在轉基因小鼠上的試驗也證實，PPARβ(δ)過表達確實引起了骨骼肌纖維類型的轉化[12]。陳淦[47]研究發現，在4、8周的有氧運動結束后，小鼠骨骼肌PPARβ(δ)mRNA和蛋白表達量均顯著上升，且在8周訓練后增加量更為顯著。這表明有氧運動誘導了小鼠骨骼肌中PPARβ(δ)的高表達，在肌肉的能量代謝調節方面具有一定的作用。也有研究證實PPARβ(δ)蛋白過表達可以提高機體有氧耐力運動能力，且耐力訓練可使骨骼肌中PPARβ(δ)含量明顯提高，增加骨骼肌對血液及組織中脂肪酸的氧化利用效率，從而增加能量供給[48]。蘇麗等[49]對小鼠進行無負重游泳訓練時發現，有氧訓練誘導PPARβ(δ)mRNA表達量顯著增加，增加量最高甚至可達104%。荊海軍[14]研究發現，6周耐力訓練后小鼠骨骼肌在轉錄和翻譯水平上導PPARβ(δ)表達量顯著增加，這表明小鼠骨骼肌中PPARβ(δ)發生過表達。該結論與Luquet等[13]的研究結果是一致的。然而也有研究表明運動確實能誘導骨骼肌PPARβ(δ)mRNA和蛋白表達量的提高，并使骨骼肌中氧化相關酶類的活性升高，運動耐力增強，但最終并沒有使得骨骼肌纖維類型完成轉化[50]，該結論提示PPARβ(δ)可能在骨骼肌對運動訓練的適應性反應中是必需的調節因子。這些結果表明PPARβ(δ)在肌肉發育和對環境變化的適應性反應中起著重要作用。

至于運動訓練激活骨骼肌內源性PPARβ(δ)特異性表達的機理，Luquet等[13]認為有3種可能:第一，運動可能促使機體組織中PPARβ(δ)配體含量提高并充分促進脂肪酸的分化和燃燒，PPARβ(δ)內源性配體脂肪酸及其代謝物的增多能在一定程度上激活PPARβ(δ)；第二，運動誘導了PPARs家族的轉錄輔激活因子PGC-1α的表達，從而激活PPARβ(δ)；第三，運動訓練過程中，PPARβ(δ)表達量的增加可能是通過其上游信號分子如鈣離子(Ca2+)等相關信號通路激活所導致。

4 PPARβ(δ)表達與肉品質的關系

PPARβ(δ)基因作為肌肉組織中Ⅰ型肌纖維的生理性重要調節因子，能促使快肌纖維形態及功能發生變化，使其轉化為慢肌纖維，提高機體氧化代謝能力。深入了解核受體PPARβ(δ)信號通路及其分子調控機制，對于調控肌纖維類型轉化至關重要，可為今后改善畜禽肉品質提供有效的途徑。肌纖維類型組成及其比例分布與畜禽肉品質緊密相關，肉品質是一個綜合性狀，通常人們用肉的色澤、嫩度、pH等指標來評價肉品質的優劣[51-52]。不同類型的肌纖維具有不同的肌球蛋白ATP酶活性、糖原含量以及糖酵解潛力(glycolytic potential，GP)，這對宰后肌肉的pH、色澤、剪切力、嫩度等肉品質指標都有重要的影響[53]。肌纖維的生物學特性與這些評定指標直接相關，是肉品質形成的基礎。相比于其他評定指標，消費者更關注肉的嫩度，多項研究指出肌纖維的類型分布、數量、直徑、橫截面積與肉的嫩度間存在一定的相關性，肌纖維的直徑越小則其肉質越細嫩；此外，肌纖維類型分布的差異造成了其肌內脂肪含量和結締組織的差異，從而使肉的嫩度有所不同[54]。楊玉瑩等[54]報道，牦牛肉Ⅰ型肌纖維比例越高，肉質越細嫩多汁。肌纖維直徑與肉的剪切力呈正相關，與肉的嫩度呈負相關[55-56]。與酵解型肌纖維相比，氧化型(Ⅰ型+ⅡA型)肌纖維直徑較細，剪切力略小，且有較高的肌紅蛋白、血紅蛋白和磷脂含量，當肌肉中氧化型(Ⅰ型+ⅡA型)肌纖維占比較高時，則肌肉更細嫩、風味更佳、色澤鮮紅[57]。酵解型肌纖維含有較多的糖原且ATP酶的活性較高，通過糖酵解方式產生ATP，尤其是畜禽屠宰后機體主要供能方式轉化為無氧糖酵解，因此富含酵解型肌纖維的肌肉更容易疲勞，糖酵解代謝在重復使用下使肌肉酸化，肌肉pH下降速率較快，易導致PSE肉[58]。由此可見，肌肉中氧化型肌纖維占比高的肉品質更好，可通過提高肌肉中氧化型(Ⅰ型+ⅡA型)肌纖維的占比來改善畜禽肉品質。

5 小 結

綜上所述，PPARβ(δ)信號通路在對肌纖維類型轉化的調控過程中發揮著至關重要的作用，但是相關的試驗證據尚少。PPARβ(δ)通過ERRγ、miRNA網絡及Sox6調控骨骼肌慢肌纖維形成的具體信號通路中，伴隨著多種復雜的作用機制。就目前而言，PPARβ(δ)信號通路對肉品質影響的相關研究還不夠深入，對于PPARβ(δ)信號通路與其他信號通路間的內在關聯性，誘導肌纖維類型轉化過程中PPARs間協同作用、組織特異性和表達的差異，運動、激動劑、其他輔激活因子對PPARβ(δ)影響的差異等都有待進一步深入研究。進一步了解PPARβ(δ)信號通路中的重要調控因子及差異表達的基因，將為今后通過調控肌纖維類型轉化進而改善畜禽肉品質提供有效的途徑。