目前体外生产培养肉（CM）的研究迅速发展，培养不含胎牛血清（FSB）等动物成分，扩大细胞质量，肉块结构、味道、质地和成分，监管机构批准                                                        以及消费者的接受度均是CM开发的关键点，其中（培养）脂肪含量和分布对于肉块质量的感知和评级是确保CM对未来客户吸引力的重要因素。

德国罗伊特林根应用科学大学的Petra J. Kluger教授团队于Nature Communications上发表了研究成果，展示了在静态和动态悬浮培养中建立原代牛脂肪干细胞球体。使用单步协议成功分化球体。来自动态培养的分化球体在食用结冷胶中进行生物3D打印时保持稳定性和活力。此外，分化球体的脂肪酸组成与对照球体有显著不同。细胞在无抗生素条件下培养，以最大限度地减少有害物质的使用。这项工作为3D动态细胞培养系统中具有高细胞密度的培养脂肪提供了一种稳定且可生物打印的构建模块。

研究结果

1. 养殖肉商业化的挑战以及解决途径

图1 CM商业化的障碍和技术障碍

2. 单步分化方案优化

作为建立稳定球体培养的第一步，需要分离和鉴定牛脂肪干细胞（bASC），同时需要简化和优化分化方案。

最终分化培养基（DMEM-Diff）基于仅含有三种补充剂的增生培养基：2.5 µM罗格列酮、3 µg/mL牛胰岛素和1 µM地塞米松。

图2 bASC的特征

3. 建立bASC球体的静态和动态培养

成功分离和鉴定原代bASC后，建立了静态3D球体培养。球体在形成后14天在静态培养是稳定的。

在14天的培养期间，无论是在分化介质中还是在增殖控制条件下，球体内的细胞均保持活性，并未出现显著的细胞死亡。

通过分化介质培养的球体展示出了更大的直径和脂质的积累，这表明分化介质有效促进了脂肪细胞的成熟。

图3 第1和14天维持（Ctrl）和成脂分化（Diff）期间的静态原代bASC球体培养评估

使用轨道振荡器建立了 bASC 球体的动态悬浮培养。与静态培养中的球体相比，球体中均未发现三种细胞死亡标志物；分化球体在分化培养基中培养14天后，细胞分布均匀，球体内有脂质积聚。

4. bASC球体的3D生物打印

为解决bASC球体是否适合用于制造人造肉产品的问题，研究了球体在基于GG的生物墨水中的可打印性，打印稳定性和保真度较好。

生物打印后1小时和培养三天后，球体表现出高细胞活力，但也有部分细胞死亡。

生物打印球体染色均匀，脂质在整个球体中积累。球体稳定性和分化不受生物打印过程的影响。

图4 在基于结冷胶的生物墨水中对分化的 bASC 球体进行三维生物打印

5. bASC球体和牛脂肪的脂肪酸组成

研究显示，虽然所有样本中的（SFA）含量较高，但经过分化的球体、之间在的比例上存在显著差异，分化后的球体中饱和脂肪酸的含量明显低于控制组和天然脂肪组，而单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸的含量则显著高于其他两组。

在所有样本中，棕榈酸是最常见的脂肪酸，但在分化的球体中，其含量略低于控制组和天然脂肪组。相对的，油酸在分化球体中的比例最高，这表明分化介质可能促进了油酸的合成或积累。

图5 球体和天然牛脂肪组织的脂肪酸组成

创新点

1． 建立了原代bASCs的静态和无支架、可扩展的动态球形培养，具有更接近活体的三维结构和高细胞密度的优势，非常适合作为培养脂肪生产的多功能构建模块。

2． 通过优化的单步分化协议，实现了高效地促进bASCs的脂肪分化，并通过3D生物打印技术成功地将分化的细胞用于构建肉类产品的模型。

3． 通过调整培养和分化条件，控制球体中的脂肪酸组成，从而潜在地改善培养肉的营养价值和口感。