HMGB2–RAD21轴调控纤维/脂肪源性祖细胞增殖与骨骼肌脂肪浸润的新机制

本研究揭示了HMGB2+纤维/脂肪源性祖细胞（FAPs）亚群在胚胎期骨骼肌发育中的关键作用，通过单细胞测序（ScRNA-seq）首次构建猪胚胎FAPs发育图谱，发现HMGB2通过靶向RAD21调控FAPs增殖池规模，从而影响出生后肌间脂肪（IMF）沉积。该发现为改良肉类品质和防治病理性脂肪浸润提供了新靶点。

2.1 肌间脂肪细胞分化始于出生后

通过对广东小耳花猪（GDSS）背最长肌样本的组织学染色和转录组分析，研究发现肌间脂肪细胞在出生后36小时（P2）开始出现，并随发育逐渐增多。批量RNA测序显示，调控脂肪生成的关键基因C/EBPβ在胚胎期低表达，出生后显著上调，而前脂肪细胞标志物DLK1在胚胎期高表达、出生后骤降，表明肌间脂肪细胞分化窗口期为出生后早期。

2.2 FAPs亚群的发育轨迹

通过单细胞RNA测序对胚胎期（E35、E50、E73、E99）和出生后P2阶段的骨骼肌细胞进行分析，鉴定出高表达HMGB2的FAPs亚群（FAPs^HMGB2+）。该亚群富集细胞周期相关通路，高表达MKi67、TOP2A等增殖基因，约61.46%的细胞处于G2/M期。伪时间轨迹分析显示FAPs^HMGB2+位于分化起点，后续分化为脂肪生成（Cell fate 1）和胶原生成（Cell fate 2）分支。

2.3 FAPs^HMGB2+在胚胎期主导FAPs池建立

免疫荧光染色证实，FAPs^HMGB2+在胚胎期比例最高（E35时占100%），随发育逐渐减少，至P2时接近消失。多重染色显示该亚群与增殖标志物Ki67共定位，表明其具有活跃增殖能力。伪时间分析进一步揭示胚胎期FAPs从增殖状态（Pre-branch）向终末分化状态的转变。

2.4 肌肉再生中FAPs^HMGB2+补充FAPs损失

分析小鼠肌肉损伤单细胞数据发现，损伤后2天FAPs比例下降，同时出现FAPs^HMGB2+亚群，并于第5天达到峰值，伴随FAPs池的恢复。该亚群在再生中激活增殖相关通路，表明其在维持FAPs稳态中起关键作用。

2.5 HMGB2决定FAPs增殖能力

KEGG分析显示FAPs^HMGB2+富集于细胞周期和DNA复制通路。利用HMGB2基因敲除小鼠模型，发现胚胎期E14的FAPs^HMGB2+数量随基因缺失程度（WT > HMGB2^+/−> HMGB2^−/−）梯度减少。成年HMGB2^−/−小鼠骨骼肌中FAPs含量显著降低，并伴随肌肉发育不良和力量下降。

2.6 HMGB2调控骨骼肌脂肪浸润与纤维化

在肌肉损伤、衰老和糖尿病模型中，HMGB2敲除小鼠的肌间脂肪沉积和胶原沉积均显著减少。HMGB2^+/−小鼠虽FAPs减少，但肌肉发育未受影响，提示适度调控FAPs池可抑制病理改变而不影响正常功能。

2.7 HMGB2通过靶向RAD21促进FAPs增殖

SCENIC分析预测RAD21为HMGB2下游靶标。实验证实HMGB2直接结合RAD21启动子区域（-835 bp至-828 bp），调控其转录。敲低RAD21抑制FAPs增殖，而过表达RAD21可逆转HMGB2敲低导致的增殖缺陷，证明HMGB2-RAD21轴是调控FAPs扩增的关键通路。

讨论

本研究首次明确猪骨骼肌中肌间脂肪细胞分化始于出生后，并发现胚胎期FAPs^HMGB2+亚群通过HMGB2-RAD21轴调控FAPs池规模，影响成年期脂肪浸润潜能。这一机制在肌肉再生中保守存在，为靶向调控畜禽肉品质和人类肌肉脂肪变性提供了新策略。