以下内容由聂博士翻译整理，感谢大佬的费心！！！
为了让劳动成果发挥更大的价值，在此分享给大家
Tips: 内容较长，较为专业，请耐心食用
1.骨骼肌的生长和分化
1.1 涉及的流程
肌肉的生长包括细胞数量(增生)和细胞大小(肥大)的增加。增生涉及单核肌肉前体细胞(成肌细胞)，这些细胞随后排列并融合(不同分化)形成多核肌肉纤维。这是细胞大小增加的阶段(图1)。本综述将集中于成肌细胞增殖和分化的控制，但也将提到肌纤维大小的控制。肌肉中的纤维总数似乎固定在出生后不久，肌肉出生后的生长完全是由于现有肌肉纤维的延长和加宽。然而，这并不意味着肌肉前体细胞在这个阶段停止生长，因为DNA含量持续增加，直到动物接近成熟体型。额外的细胞核从被称为卫星细胞的单核肌源性细胞中招募到肌肉纤维中，卫星细胞被包裹在肌肉纤维的基底膜下(见Harper&Buttery，1992)。因此，肌细胞分化，即单核成肌细胞在有丝分裂后变为有丝分裂后并融合成多核肌管的过程，发生在妊娠晚期和新生期，在新生期分化涉及卫星细胞与现有肌肉纤维的融合。涉及肌肉细胞增殖和分化的过程主要是在各种连续的肌肉细胞系中研究的，但最近的工作使用了几个物种的正常原代细胞，包括家畜(参见Dodson等人的综述，1996年)。
1.2 涉及的转录因子
最近，关于肌肉特异性转录因子在肌肉细胞决定和分化控制中的作用已经开展了大量的工作。这些转录因子由一个被称为MyoD家族的核蛋白家族组成，包括MyoD、Myf-5、Mygenin和MRF4(也称为Myf-6或Herculin)。最近已经出现了许多关于这一领域的评论，因此这里仅作简要讨论。MyoD家族在一个基本的螺旋-环螺旋基序中有大约80%的氨基酸序列同源性，该基序介导二聚化和DNA结合。它们作为肌肉特异性基因转录的激活剂发挥作用，因此，强迫表达其中任何一种都可以将成纤维细胞转化为肌肉细胞。一般说来，培养的肌细胞在增殖和分化过程中表达MyoD和/或Myf-5mRNA。肌生成素mRNA在肌细胞融合时表达，之后下降，而MRF4
mRNA仅在分化几天后表达。由于这些不同的表达模式，有人认为MyoD和/或Myf-5的表达参与了肌肉细胞谱系的确定(图2L)和可能的区别，两者具有非常相似的功能。对小鼠的基因敲除研究表明，任何一个基因的零突变都没有影响，而两个基因的零突变都会导致小鼠出生时活着，但由于完全缺乏骨骼肌而无法活动，并且在出生后不久就会死亡(Rudicki等人，1993年)。另一方面，肌生长素似乎在肌肉纤维的分化和形成过程中起着关键作用(图1)。小鼠中肌生成素基因的零突变也会导致围产期死亡，肌肉区域主要由成肌细胞组成，很少有肌纤维(参见Olson&Klein，1994)。有人提出，MRF4要么在出生后发挥与肌生成素相同的作用，要么在肌肉分化途径中发挥肌生成素下游的功能(图1)。MRF4的零突变在骨骼肌中没有缺陷，但肌肉生成素的表达增加了三倍，这似乎表明肌肉生成素可以弥补MRF4的缺失。
许多其他核转录因子或细胞癌基因也与肌肉细胞发育有关，包括Myc、Fos、Jun和Ski，但这些都超出了本论文的范围，在其他地方进行了综述(Hesketh&Whitelaw，1992)。
图1，骨骼肌细胞的生长和发育，显示了细胞类型的变化，参与控制这些过程的肌肉特异性转录因子MyoD家族(MyoD，Myf-5，Mygenin和MRF4)，以及对肌肉细胞增生和肥大产生影响的阶段。
2. 细胞培养研究
2.1 生长因子和激素对成肌细胞增殖和分化的影响
许多生长因子和代谢激素参与控制肌肉细胞的增殖和分化过程(表l)，所有的研究都采用玻璃体细胞培养技术。胰岛素样生长因子(1GF)-I和-11已被证明可以刺激多种肌肉细胞系和原代肌肉细胞的增殖和分化，其作用主要是通过与IGF-1R(IGF-1R)结合实现的，IGF-1R在结构上与胰岛素受体非常相似(Duclos等人，1991年)。添加蛋白酪氨酸激酶抑制剂金雀异黄素(EC2.7.1.12)的发现证明了这一点，它严重抑制了肌管形成和肌生成素基因转录(Hashimoto等人)。(1995年)。胰岛素样生长因子对肌肉分化的积极作用的机制似乎是通过它们对肌生成素基因表达的刺激作用来实现的(Florini等人，1991a)，在IGF诱导分化过程中也发现Myf-5基因表达降低(Mangiacapra等人，1992年)。
表1.不同生长因子和激素对肌肉前体细胞增殖和分化及分化后肌肉细胞蛋白质合成和分解的影响
IGF-I对分化的刺激作用，如细胞内肌酸激酶(EC2.7.3.2)活性的增加所表明的，已经被证明比IGF-11更有效，就引起一半最大反应所需的浓度而言，这两种细胞都是培养的胎羊成肌细胞(Blachowski等人，1994b)，也存在于L6细胞系(Florini等人)。1986)。然而，IGF-I1导致更广泛的分化程度，因为观察到IGF-I1比IGF-I有更大的肌酸激酶活性增加(Ewton等人)。(1994年)。这被认为是由于IGF-I有更大的促有丝分裂作用，因为通过包含阿糖胞苷抑制IGF-I的促有丝分裂作用，导致肌酸激酶活性的最大增加与IGF-I1诱导的类似(Ewton等人)。(1994年)。胰岛素样生长因子(IGF)对细胞增殖和分化的影响呈浓度依赖性，诱导分化的最适浓度(IGF-I为10-50
ng/ml)低于促增殖浓度(IGF-I为80-100 ng/ml；Florini等人，1986)。
胰岛素也被证明能促进各种类型肌肉细胞的增殖和分化，但在超生理浓度下，这被认为反映了胰岛素与IGF-1R结合的能力。胰岛素与其自身受体或IGF-1R的结合与蛋白质酪氨酸酶参与肌生成素表达调节的观察结果一致(Hashimoto等人)。(1995年)。
表皮生长因子(EGF)和相关的多肽都与一个共同的受体结合，并刺激正常肌肉细胞的生长(见Blachowski等人)。1993年出版；Harper&Buttery出版社，1995年出版)。表皮生长因子还可以促进分化，这是通过标记酶肌酸激酶的比活性来衡量的(Harper&Buttery，1995)。这些反应是对肌肉细胞本身的直接影响，这可以在L6成肌细胞系的实验中得到证明，L6成肌细胞系缺乏EGF受体，也没有表现出对EGF的生长或分化反应。对分化的影响不能通过与正常的绵羊肌肉成纤维细胞共培养来恢复，因为正常的绵羊肌肉成纤维细胞对EGF有反应(Roe等人。1989年；JMM
Harper和CM Chaffey，未发表的结果)。
成纤维细胞生长因子(FGF；酸性和碱性)已被证明可以刺激增殖(Dodson等人)。1996)，但抑制肌肉细胞的分化(Lathrop等人)。1985年)。转化生长因子(TGF)-B有许多异构体，已经被证明对增殖有不同的影响，这取决于培养基中是否存在血清或其他生长因子(Cook等人。1993年)，但已被证明持续抑制分化。
各种其他激素、生长因子和前列腺素也被发现影响肌肉细胞的增殖和/或分化，如表1所述，但唯一尚未提及的可能对肌肉发生的营养控制有影响的其他因素是甲状腺激素和糖皮质激素。长期以来，甲状腺激素在肌肉发育，特别是纤维类型的控制中起着重要的作用(参见Dauncey&Gilmour，1996)，但是三碘甲状腺原氨酸也被证明可以增加MyoD基因的转录，并诱导C2成肌细胞更早和更快的末端分化(Carnac等人)。(1992年)。糖皮质激素似乎对肌肉细胞的增殖和分化几乎没有直接影响，尽管已经有一份关于合成糖皮质激素地塞米松抑制L8成肌细胞分化的报道(Schonberg等人。(1981年)。然而，地塞米松已被证明持续增强IGF-I的促有丝分裂作用(有关综述，请参阅Harper&Buttery，1995；Dodson等人)。1996)，通过增加IGF-1R信号通路(Giorgino&Smith，1995)
各种生长因子和激素对肌肉细胞增殖和分化的影响，以及后面描述的代谢效应的一个共同特征(第209页)似乎是通过鸟氨酸脱羧酶激活多胺合成(EC4.1.1.17)。α-二氟甲基鸟氨酸(DFMO)是一种不可逆的鸟氨酸脱羧酶抑制剂(Ewton等人)，可抑制L6肌细胞的分化。1982)，胰岛素和IGF-I对增殖和分化的刺激作用也被DFMO抑制，但不是完全消除(Ewton等人)。1984年；Blachowski等人。1994年~)。同样，EGF、TGF-α和TGF-P1对L6肌肉蛋白质合成的刺激作用也被DFMO抑制(Blachowski等人)。1994年~)。因此，多胺可能在生长因子的信号转导机制中起一定作用。
2.2 生长因子和激素对肌球蛋白代谢的影响
出生后肌肉纤维大小的增加涉及细胞内蛋白质沉积的增加，一些已知的影响细胞增殖和分化的因素也可以影响细胞内的蛋白质代谢，如表1所述。因此，EGF、β-肾上腺素能激动剂、胰岛素和IGF等因素都被证明可以增加培养的肌肉细胞的蛋白质合成和减少蛋白质分解，而生长激素(GH)没有影响，地塞米松对蛋白质合成有不同的影响，但蛋白质增加了。
2.3 生长因子及其受体的自分泌表达
人们已经开展了大量的工作来研究可能的局部产生的影响肌肉细胞增殖和分化的生长因子，特别是IGF，因为它们对生长和分化都有积极的影响。
Hill etal.。(1984)证明胎鼠成肌细胞在免疫和生物学上与IGF-I(生长原子素-C)相似的肽类生长因子被释放到培养液中。然而，关于IGF-I基因在骨骼肌分化过程中表达的变化，已有相互矛盾的结果。在C2肌肉细胞系(Szebenyi&Rotwein，1991)中，IGF-ImRNA的表达随分化而增加，而在BC3H-1细胞系中，IGF-ImRNA的表达随分化而降低(Rosenthal等人)。1991B)。我们(JM Brameld，NImram，N Millard，J Li，RS Gilmour和PJ
Buttery，未发表的结果)最近发现IGF-I在增殖中的原代胎羊成肌细胞和新生绵羊卫星细胞中的表达水平非常低，随着分化而增加，并在大约与细胞内肌酸激酶浓度相同的阶段达到平台期。IGF-I的转录本主要为1类(由外显子1启动子启动)，2类转录本(由外显子2启动子启动的转录本)仅在高水平的1类转录本的培养中可见。这与体内情况形成鲜明对比，在成年绵羊肌肉中只有很低水平的1类和2类转录本(Pell等人。(1993)，推测是完全分化的，但可能反映了肌肉成熟和神经支配的影响。值得注意的是，如果肌管能够保持2-3周的时间，培养中的肌肉细胞需要2-3周的时间才能完全分化。早先在妊娠84天的羊胎肌肉中发现的总IGF-I
mRNA水平高于妊娠134天以及新生绵羊肌肉中8天和12天的水平(Dickson等人)。1991年)，这可能反映了一旦肌肉细胞完全分化和神经支配后IGF-I
mRNA的减少。
在C2肌肉细胞系中，随着分化，IGF-I1mRNA也有类似的增加，在L6A1中也是如此(Magri等人。1994)和BC3H-1(Rosenthal等人。1991b；Brownetal.。1992)肌肉细胞系。诺丁汉大学的初步研究显示，IGF-I1mRNA在增殖中的胎羊成肌细胞中高水平表达，随着分化程度的增加，IGF-I1mRNA表达下降。与之相比，IGF-I1mRNA在增殖中的绵羊卫星细胞中的表达较低，且随着分化程度的增加而增加。最近有报道称，在克隆纯化的火鸡卫星细胞分化过程中，IGF-I1的表达减少(Emst等人。1996年)。这些差异可能反映了胎儿和成人来源的肌肉细胞以及原代培养和细胞系之间的根本差异，特别是在胎儿成肌细胞往往比卫星细胞分化更快和更大程度的情况下。最近的证据表明，局部产生的IGF-I1在肌肉细胞分化中起着重要作用，这来自于细胞培养和全动物研究。在不需要在培养基中包含IGF的情况下自发分化的肌肉细胞系已经被证明表达IGF-I1mRNA(Florini等人。1991b)，通过使用反义寡核苷酸阻断IGF-I1的表达来抑制这种细胞的分化。因此，似乎自发的肌肉细胞分化可能依赖于自分泌IGF-11。同样，对双肌综合症(一种遗传性疾病，牛出生时拥有的肌肉纤维比正常牛多近40%)的研究表明，肌肉细胞增生加剧。在胎儿发育早期，患有双肌综合征的胎儿血清中的生长因子活性增加(Gerrard&Judge，1993)，同时局部IGF-I1mRNA的最大表达延迟(Gerrard&Grant，1994)。这种IGF-I1表达的延迟可能会导致肌肉细胞分化的延迟，因此，允许更长的时间进行增殖。
在培养的L6细胞中已经观察到这两种IGF的不同的生物活性受体(Bguinot等人。1985年)，但IGF和胰岛素结合活性的顺序表明，它们的作用主要是通过IGF-1R实现的。我们最近观察到胚胎绵羊成肌细胞分化过程中IGF-1R
mRNA的表达没有变化，这与之前使用L6肌肉细胞系进行的研究(Ewton等人)一致。1988)，但与用BC3H-1肌肉细胞系获得的结果不同(Rosenthal等人。1991b)和土耳其初级卫星细胞(Minshale
et al.。1990年)，其中IGF-1R
mRNA减少(Rosenthal等人。1991b)和IGF-I结合(Minshire等人)。1990)进行了分化观察。后一项研究与IGF本身在分化过程中减少IGF-1R表达的建议是一致的(Rosenthal等人，1991b)，从而下调该受体。最近的一项研究表明，在C2C12和BC3H-1肌肉细胞中，IGF-1R基因的表达被IGF-I下调，而被FGF上调(Rosenthal等人)。1991a；Hemindez-Sinchez等人。1997年)，这将支持IGF-1R随分化而减少的观点，这一过程由IGF-I刺激，而FGF抑制。
胰岛素样生长因子结合蛋白(IGFBP)通过一系列可能的机制在修饰IGF生物活性中发挥重要作用，包括防止蛋白质降解、将血清中的IGF靶向于特定组织以及调节局部IGF对受体的可获得性。最近也有人提出，IGFBP本身可能与细胞表面结合，并通过不依赖于IGF的机制发挥作用(参见Mohan&Baylink，1996)。至少有5种IGFBP似乎是由培养的肌肉细胞产生的，IGFBP-2、-3、-4、-5和-6在不同类型的肌肉细胞中的水平不同。例如，C2肌肉细胞株似乎只分泌IGFBP-5。而L6细胞则分泌IGFBP-4、-5和-6卫星细胞分泌IGFBP-2(Emst等人。1996)，胎猪成肌细胞分泌IGFBP-2、-3、-4和-5(Hembree等人，1996年)。在两种原代火鸡卫星细胞中，IGFBP-2的分泌和表达都随着分化而减少(Emst等人，1996)和C2C12细胞(Emst等人，1992年)。在L6E9细胞中，IGFBP-4和-6的分泌随着分化程度的增加而增加(Silverman等人)。1995)，以及C2细胞中IGFBP-5的分泌(James等人)。1993年、1996年)。这些不同结合蛋白在分化过程中的相对作用仍处于早期阶段，但通过正义转染方法增加IGFBP-5的产生会导致C2细胞分化的减少，而转染IGFBP-5的反义结构会导致IGFBP-5的分泌减少，细胞分化更早和更大程度(James等人)。1996年)。外源性IGF可克服高水平分泌IGFBP-5对细胞分化的抑制作用。同样，重组IGFBP-6已经被证明以剂量依赖的方式抑制IGF-11诱导的L6A1细胞的分化，而对IGF-I诱导的分化没有影响(Bach等人)。1994年、1995年)。然而，L6E9细胞产生的IGFBP(IGFBP-4和-6)确实抑制了IGF-I诱导的分化，提示由于IGFBP-6对IGF-I的亲和力较低，因此这种抑制作用是由IGFBP-4介导的(Silverman等人)。(1995年)。我们最近证实了克隆纯化的绵羊肌肉细胞分泌的IGFBP不同，这些细胞来源于成肌细胞和卫星细胞，分为强融合阳性、弱融合阳性和融合阴性。IGFBP-3(39
kDa和43 kDa双联)、IGFBP-2和-5(28-34
kDa)的产量随着融合量的增加而增加，而被认为是IGFBP-4的低分子量结合蛋白(24
KDa)的产量随着融合量的增加而减少。这种分泌结合蛋白的模式与在胎猪成肌细胞和成纤维细胞中观察到的非常相似(Hembree等人。1996)，其中成肌细胞比纯化的成纤维细胞产生更多的IGFBP-3和更少的IGFBP-4。
肌肉细胞表达的其他生长因子和受体包括酸性和碱性成纤维细胞生长因子(FGF)和TGF-/3超家族成员，所有这些都抑制肌肉细胞的分化。酸性和碱性成纤维细胞生长因子在小鼠和大鼠骨骼肌，以及小鼠来源的Sol8和大鼠来源的L6肌肉细胞系中都有表达，这两种基因的表达在两种细胞系的分化过程中都被下调(Moore等人)。(1991年)。与此相关的还有FGF受体mRNA的减少，这种协同下调被认为是FGF在分化中发挥自分泌作用的可能机制之一，因为FGF抑制肌肉细胞分化(见第209页)，抑制肌生成素基因的表达(Brunetti&Goldfinin，1990)，也抑制IGF-11基因的表达(Rosenthal等人)。1991a)，同时增加IGF-1R的丰度(Rosenthal等人。1991a)。最近，生长和分化因子-8(GDF-8)被鉴定为TGF-β超家族的一个新成员(McPherron等人)。1997年)，并且已被证明在发育中和成年骨骼肌中特异表达。GDF-8基因的敲除导致肌肉质量急剧增加，单个肌肉的重量是野生动物的两到三倍，这表明GDF-8和TGF-β一样，专门作为骨骼肌生长的负调节因子发挥作用。在L6A1细胞中，随着分化，TGF-β的结合和作用都被描述为减少(Ewton等人。1988)，与FGF受体的减少相似。
2.4 营养素对成肌细胞增殖分化的影响
降低培养液中的血清浓度可以诱导大多数细胞类型的肌细胞分化。分化已经被证明依赖于细胞培养液的其他成分，包括所用血清的类型(Doumit&Merkel，1992)、培养基的类型和细胞生长的基质(Dodson等人，1990年)。一份报告(Dodson等人，1990)的结果表明，与高糖的Dulbecco's
Modified
Eagle's培养基相比，低糖条件下分化程度更高。然而，通过细胞内肌酸激酶活性的变化，我们没有发现低糖和高糖浓度对原代胎羊成肌细胞分化的影响。葡萄糖浓度对IGF-I和IGF-IR基因的表达也没有影响。研究还表明，不饱和脂肪酸亚油酸可以刺激大鼠卫星细胞的分化(Allen等人。1985年)。这些营养物质影响成肌细胞分化的机制可能是通过影响GH-IGF轴，特别是任何局部产生的IGF-I、IGF-11、IGFBP和/或IGF-IR，所有这些都会改变IGF的生物活性。然而，原代成肌细胞和/或肌管是否具有功能性的生长激素受体，以及它们产生的IGF-I是否依赖于生长激素仍是不确定的。
涉及培养基中特定营养素调控的研究很少，已发表的关于培养中对肌肉细胞直接营养影响的研究主要涉及微量营养素。缺乏有效锌已被证明抑制C2C12成肌细胞的分化，并降低MyoD和肌肉生成素mRNA的表达(Petrie等人。1996年)。同样，缺钙也会抑制肌细胞融合(Merlie&Gros，1976；Morris等人)。1976)，尽管对分化蛋白生产的影响似乎是浓度依赖性的(Morris等人。1976年)。钙的影响可能与增加微钙蛋白酶(EC3.4.22.17)水平有关，微钙蛋白酶是一种钙依赖的蛋白酶，需要毫摩尔浓度的钙(Kwak等人)。1993年)。这种微钙蛋白酶的增加与融合过程中丝蛋白裂解的增加有关，因此，可能在成肌细胞融合所需的细胞骨架重组中发挥重要作用。这也与刺激分化的胰岛素样生长因子-I(IGF-I)也增加毫升钙蛋白酶mRNA浓度的报道一致(Hong&Forsberg，1994)，尽管这种观察是在已经分化的大鼠L8肌管中进行的。维甲酸，维生素A的衍生物，也被证明能诱导大鼠横纹肌肉瘤细胞系BA-HAN-1C的肌源性分化和肌生成素的合成(Arnold等人。(1992年)。视黄酸的作用通过两种受体亚型，即视黄酸受体和视黄酸X受体介导，视黄酸受体mRNA的表达在C2C12成肌细胞分化过程中被抑制，而视黄酸X受体mRNA的表达被诱导(Downes等人)。(1994年)。
肌肉的生长和分化深受邻近细胞类型分泌的旁分泌因子的影响。Quinn et
al.。(1990)报道了肌肉成纤维细胞分泌的因子能显著促进正常成肌细胞的生长。肌肉本身产生的因素也会影响组织的最终细胞组成。例如，我们已经证明，存在一种由培养的卫星细胞产生的低分子有丝分裂原，它可以促进前脂肪细胞的生长，其作用被发现是IGF-I的附加作用。
3. 全动物研究
3.1 对肌纤维数量的影响
营养对肌肉细胞增殖和分化影响的证据来自对整个动物的研究，猪的胎儿生长速度在很大程度上取决于母亲的营养和母亲对胎儿的营养供应。例如，子宫血液供应的减少可能导致奔跑，矮小的猪出生时肌肉纤维较少(Powell&Aberle，1981)，因此它们永远不会达到与营养充分的兄弟姐妹相同的成熟大小。在怀孕期间增加母猪饲料，特别是在肌肉纤维增生之前(怀孕25天至50天)，已被证明可以增加子代出生时肌肉纤维的平均总数和次级纤维：初级纤维(Dwyer等人)。1994)，这些后代的出生后生长速度也有所提高。次级纤维：初级纤维的增加被证明是由于次级纤维数量的增加，先前的猪研究已经显示生长速度与次级：初级纤维之间的相关性(Dwyer等人)。1993年)。这表明早期营养对于假定的次级成肌细胞的增殖至关重要，为次级纤维的形成创造了更大的潜力。然而，这种方法不能用来增加充分喂养的胎儿的纤维数量，而是证明了孕期充足的母体营养的重要性。这些是直接影响还是通过营养摄入量控制的各种代谢激素介导的间接影响尚未确定。在怀孕期间注射生长激素的母猪的后代中也观察到了类似的肌肉纤维数量的增加，但只有在怀孕早期(10-24天)注射生长激素时才会出现类似的增加(RehFeldt等人)。1993年)。
据报道，宫内暴露于b-肾上腺素能激动剂对出生前和出生后的肌肉生长有不同的影响。Maltin等人。(1990)证实，在子宫和哺乳期暴露于克伦特罗会减少大鼠后代出生后后肢肌肉的生长。相比之下，Kim等人。(1994)报告说，怀孕母猪在怀孕的前三个月或中期用沙丁胺醇处理会导致子代屠宰时(160天龄)屠体中的最长肌面积增加。Shackelford
et
al.。(1995)在妊娠第25-95天饲喂含L64969/kg的妊娠母羊，但在出生时或生长周期的任何阶段，子代的胴体或肌肉重量没有观察到差异。然而，心脏重量增加了(出生时>20%；Shackelford等人)。通过宫内暴露于β-肾上腺素能激动剂，这被认为是b-肾上腺素能激动剂穿过胎盘并影响羔羊发育的证据。在Shack-Elford等人的研究中，子宫内暴露于P-肾上腺素能激动剂对新生儿或市场体重的羔羊肌肉重量没有影响。(1995)的结果归因于8-肾上腺素能激动剂不能增加成肌细胞的纤维数量，表明成肌细胞的增殖和分化不受该药的影响。在Maltin等人的研究中。(1990)，在子宫内暴露于瘦肉精的大鼠胚胎后肢肌肉中观察到次级：初级纤维的减少。这是因为次级纤维的数量减少了，而不是初级肌肉纤维的数量减少了。
这与在子宫内营养不良的猪身上看到的影响是一致的(Dwyer等人。(1994年)。这些动物的肌肉总DNA含量也降低了。在从妊娠第10天开始和整个哺乳期暴露于瘦肉精的大鼠中，比目鱼肌中的总纤维数量减少，但纤维横截面积增加，特别是I1型纤维，并改变了不同纤维类型的比例(Maltin等人。(1990年)。暴露于α-肾上腺素能激动剂的羔羊肌肉中的纤维类型没有改变(Shackelford等人。1995)，但Kim等人。(1994)提出，与未经处理的对照组相比，宫内暴露于沙丁胺醇的猪半腱肌中I型纤维的比例增加，这与Maltin等人的结果一致。(1990年)。这些研究之间的差异可能与/I-肾上腺素能激动剂的给药时间有关，就像猪的生长激素给药所证明的那样(RehFeldt等人)。1993年)。在Maltin等人的研究中，P-肾上腺素能激动剂对胎儿肌肉发育的负面影响。(1990)被归因于对胎儿的营养限制，这是由于激动剂在将营养物质转移到母亲的过程中的再分配作用，因为在接受瘦肉精补充饲料的怀孕和哺乳期母鼠中都观察到了骨骼肌亢进。然而，不能排除克伦特罗对成肌细胞增殖和/或分化有直接影响的可能性。
有趣的是，在沙克尔福德等人的研究中。(1995)人们注意到，在市场重量下，Wethers的半腱肌中的总纤维数量高于母羊。腰大肌也有类似的趋势。这表明睾酮影响成肌细胞的增殖和/或分化。据报道，公牛的最长肌DNA浓度高于公牛(Morgan等人)。(1993年)，表明完整的雄性和接受睾酮治疗的动物可能会出现更大的卫星细胞增殖，这些动物的肌肉质量和DNA含量已经显示出增加(Grigsby等人)。1976年)。已有研究表明，睾酮类似物合成类固醇曲诺酮醋酸酯可能通过增加卫星细胞对FGF和IGF-I等生长因子的敏感性来促进卫星细胞的增殖和分化，从而增加骨骼肌肥大(Thompson等人)。(1989年)。
3.2 对肌臂肥大的影响
在出生后的生活中，肌肉大小的增加是由于肥大而不是增生，因为肌肉纤维的数量在出生后并没有显著增加。由于卫星细胞的增殖、分化和与现有肌肉纤维的融合，肌肉DNA含量在整个生长阶段持续增加。伴随而来的是蛋白质沉积的增加。DNA的积累在动物接近成熟体型时突然停止，并且在蛋白质积累下降之前。肌肉蛋白质的增加是肌肉蛋白质合成和降解相对速率之间的净平衡，两者的变化都会导致肌肉质量的增加。这是几种生长促进剂的基础，这些生长促进剂已经被用来增加家畜的肌肉质量。
合成代谢促进剂虽然在英国不再用于商业用途，但已被证明可以通过肥大有效地增加肌肉质量。这些药物的作用方式因化合物的不同而不同；睾酮增加蛋白质合成和降解率，对前者的影响更大(Martinez等人)。而醋酸曲恩博隆主要通过减少蛋白质降解来增加肌肉质量，对蛋白质合成的影响较小(Vernon&Buttery，1976)。雌二醇的作用方式被认为涉及促进内源性生长激素分泌(Gopinath&Kitts，1984；Breier等人)。1988年)，尽管在接受治疗的动物中并不总是观察到蛋白质合成率的可测量的增加(Dawson等人)。(1991年)。然而，对合成代谢剂的反应明显取决于营养状况(Gill
e t al.。(1987年)。
用外源性生长激素治疗动物已经被清楚地证明提高了骨骼肌中蛋白质合成和降解的分数速率，合成的增加超过了导致蛋白质积累的降解的增加(Pell&Bates，1987；Eisemann等人)。(1989年)。生长激素处理的肌肉中总RNA浓度增加，表明蛋白质合成能力增强，而不是蛋白质合成效率提高(Pell&Bates，1987)。
用其他外源性药物治疗生长中的动物，如P-肾上腺素能激动剂，也会导致肌肉质量增加。肌肉肥大被认为是通过纤维直径的增加而发生的，没有卫星细胞的增殖。的确，肌肉DNA浓度(pg/g蛋白)有时在处理肌肉中低于对照肌肉(Kim等人)。(1987年)。因此，这些药物的主要作用机制被认为是减少蛋白质降解，尽管一些研究表明蛋白质合成也被刺激(Dawson等人)。(1991年)。P-肾上腺素能激动剂(Maltin等人)提高了翻译效率(即每单位RNA合成的蛋白质数量)，这一观察结果支持了这一观点(Maltin等人)。(1992年)。所有肌肉对P-肾上腺素能激动剂治疗的反应并不相同(Dawson等人。1991)，这可能与不同肌肉中纤维类型的含量不同有关。I1型(快收缩，混合羟基乙酸-氧化)纤维的横截面积往往比I型(慢收缩，氧化)纤维的横截面积增加得更一致(参见Yang&McEllicott，1989)。长期服用这些药物后，受试动物肌肉中纤维类型的比例似乎也发生了变化，转向了厌氧代谢增强的纤维(麦芽糖等)。1986年；泽曼等人。(1988年)。纤维直径和新陈代谢的这些变化，以及蛋白质降解的减少，被认为是P-肾上腺素能激动剂处理的肉类嫩度降低的原因之一。
在绵羊中，已在18号染色体上发现了一个常染色体显性基因(Callipyge)，该基因与极端肌肉发达有关。这个基因的作用在所有的骨骼肌中并不一致。腿部和腰部肌肉均肥大(18-42%)，但某些肩部肌肉(如冈上肌和冈下肌)未受影响(Koohmaraie等人)。(1995年)。表达callipyge基因的绵羊的腿部和腰部肌肉肥大与牛的双肌综合征相似，但双肌综合征在出生时就很明显，通常会导致难产，而绵羊的情况直到出生几周后才会显现出来。这表明导致这些情况的机制是不同的。双肌综合征的特征是肌纤维数量增加，这是由于产前生长发育过程中更快、更长时间的增生所致(Gerrard&Judge，1993)。Callipyge状态与肌肉DNA含量增加有关，表明卫星细胞增殖更大，RNA含量增加，表明蛋白质合成能力更强(Koohmaraie
t al.。(1995年)。因此，这种情况是由于肥厚增加而不是肥大造成的。然而，这些动物的蛋白质降解也显著减少，导致肌肉质量增加，但也降低了肉类的嫩度。纤维类型的变化也很明显，I1型纤维的面积增加，红色I型纤维的尺寸减小或没有变化。这些变化导致携带callipyge基因的绵羊与正常羔羊相比，总肌肉纤维面积增加了48-62%(Koohmaraie等人。(1995年)。I1型纤维的比例也增加了。这些对肌肉纤维面积和纤维类型比例的影响与用P-肾上腺素能激动剂处理的肌肉相似(Yang&McEligott，1989)，蛋白质合成和降解以及肉类嫩度的变化也是如此。
如果发生在发育的关键阶段，非营养不良可能会对出生后的生长以及子宫内的生长产生重要的影响。这在正常孵化和饲养的鸡身上得到了证实，但在7-9d龄期间饥饿了48h，然后正常饲养到27d龄(Moss，1968)。饥饿降低了总肌肉重量和单位细胞核重量，但细胞核总数保持不变。在重新喂养期间，肌肉重量有所增加，但在27d时仍低于未饥饿的鸟类。在饥饿的鸟类中，肌肉细胞核的数量也保持较低的水平。然而，在这两组鸟中，每个细胞核的肌肉重量是恒定的，这表明快速生长期的短暂饥饿降低了卫星细胞的增殖，从而减少了肌肉中DNA的积累，从而限制了出生后蛋白质的积累。
营养和激素调控对出生后生长的影响机制，特别是生长激素-胰岛素样生长因子轴，最近已被综述(Straus，1994；Brameld，1997)，因此，这里不再赘述。然而，来自整个动物和培养的肝细胞的研究证据似乎表明，饮食中的蛋白质和能量成分都对生长调节基因的表达有直接影响。因此，通过改变生长猪的饲料摄入量和环境温度来增加可用于生长的能量，从而提高生长速度，会导致肝脏中GH受体和IGF-I表达的增加，但背长肌中GH受体和IGF-I表达的降低(Dauncey等人)。1994年；Weller等人。(1994年)。同样，通过增加日粮蛋白质摄入量来提高生长率也会导致GH受体和IGF-I在肝脏中的表达增加。但是在背阔肌和半腱肌中生长激素受体的表达都降低了，而饲料蛋白对骨骼肌IGF-I的表达没有影响(Brameld等人。1996年)。因此，似乎只有能量才能改变肌肉中IGF-I的表达，但能量和蛋白质对生长激素受体表达都有组织特异性的影响，而对肌肉的影响与在肝脏中看到的相反。培养基中葡萄糖的缺乏降低了培养的猪肝细胞的生长激素受体基因的表达，因此降低了生长激素对IGF-I表达的影响(JMBrameld，RS Gilmour和PJButtery，未发表的结果)。同样，培养基中缺乏某些必需氨基酸会降低GH对培养的猪肝细胞表达IGF-I的影响，尽管其机制似乎与葡萄糖略有不同(JMBrameld，RS Gilmour和PJ Buttery，未发表的结果)。
结论：
肌肉细胞生长和分化的调控显然受到非常严格的多因素控制，涉及到各种生长因子、代谢激素和类固醇激素和营养素。目前缺乏对正常的初级或次级肌肉细胞的研究，而仅仅是对连续细胞系进行研究，因为根据定义，连续细胞系可能改变了功能和控制机制。也缺乏对营养素的影响的研究，包括经典营养素(如葡萄糖、氨基酸)和构成细胞培养液的宏量和微量营养素，如矿物质和维生素。这些营养因子可能通过改变所处环境生产的生长因子或改变生长因子的活性而产生影响。
