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长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类转录本长度超过200nt的非编码RNA,它们在表观遗传调控、转录水平以及转录后调控等多个层面参与细胞增殖、分化和凋亡等多种生物学过程。本实验室前期通过山羊骨骼肌组织lncRNAs测序,鉴定到了一些可能在肌肉发育中发挥作用的lncRNAs,如lnc_594与骨骼肌分化高度相关,但其作用机制仍不清楚。本研究首先检测lnc_594在山羊胚胎期组织中的时空表达规律;利用在线软件预测lnc_594可能存在miR-133a-3p的结合位点;并采用双荧光素酶报告系统和荧光原位杂交进行实验验证;RT-qPCR用于检测lnc_594、miR-133a-3p及其靶基因FGFR1在肌细胞增殖和分化中的表达模式;最后在细胞水平对lnc_594的功能进行了初步验证。主要研究结果如下:
(1)利用在线软件CPAT和iSeeRNA对lnc_594的蛋白编码能力进行预测,结果表明其不具有编码蛋白的能力。RT-qPCR结果表明lnc_594在山羊E60的6个组织中广泛表达,其中在背最长肌组织中的表达量极显著高于其它组织(P<0.01);在不同时期的肌肉组织中,lnc_594的表达呈先上升后下降趋势,在E60的表达量最高(P<0.01)。
(2)通过软件分析lnc594可能存在miR-133a-3p的结合位点。构建含有结合位点的野生型和突变型载体,利用双荧光素酶报告系统验证发现,共转染野生型载体和miR-133a-3p,双荧光素酶活性显著下调(P<0.05),而共转染突变型载体和miR-133a-3p,双荧光素酶活性变化不明显(P>0.05)。
(3)通过SMSCs的核质分离以及RT-qPCR检测,结果表明lnc_594主要在细胞质中表达(P<0.05);通过荧光原位杂交实验表明,lnc_594和miR-133a-3p均在细胞质中表达。
(4)选用TargetScan软件预测miR-133a-3p的靶基因,筛选出候选靶基因FGFR1。利用RT-qPCR检测lnc_594、miR-133a-3p、FGFR1在SMSCs分化过程中的相对表达量,结果表明lnc_594、miR-133a-3p、FGFR1在SMSCs分化过程中表达呈上调趋势(P<0.05)。
(5)过表达lnc_594,FGFR1和成肌分化标志基因MyoD、MyoG的表达量与对照组相比分别下调了1.6、1.5、1.8倍(P<0.01),miR-133a-3p的表达量变化不显著(P>0.05);而抑制lnc594,FGFR1和成肌分化标志基因MyoD、MyoG、miR-133a-3p的表达量与对照组相比分别下调了4、1.6、7.7、2.7倍(P<0.01)。
(6)利用CCK-8细胞增殖和毒性检测试剂分析过表达或抑制lnc_594对SMSCs增殖的影响,根据OD值绘制转染后细胞的生长曲线,结果表明lnc_594对细胞增殖的影响不显著(P>0.05)。
(7)过表达miR-133a-3p,lnc_594和FGFR1表达量与对照组相比极显著下训(P<0.01)。
综上所述,本实验鉴定了lnc_594为非编码RNA,主要在细胞质中表达,初步验证可能通过miR-133a-3p和FGFR1调控山羊骨骼肌细胞分化。
(1)利用在线软件CPAT和iSeeRNA对lnc_594的蛋白编码能力进行预测,结果表明其不具有编码蛋白的能力。RT-qPCR结果表明lnc_594在山羊E60的6个组织中广泛表达,其中在背最长肌组织中的表达量极显著高于其它组织(P<0.01);在不同时期的肌肉组织中,lnc_594的表达呈先上升后下降趋势,在E60的表达量最高(P<0.01)。
(2)通过软件分析lnc594可能存在miR-133a-3p的结合位点。构建含有结合位点的野生型和突变型载体,利用双荧光素酶报告系统验证发现,共转染野生型载体和miR-133a-3p,双荧光素酶活性显著下调(P<0.05),而共转染突变型载体和miR-133a-3p,双荧光素酶活性变化不明显(P>0.05)。
(3)通过SMSCs的核质分离以及RT-qPCR检测,结果表明lnc_594主要在细胞质中表达(P<0.05);通过荧光原位杂交实验表明,lnc_594和miR-133a-3p均在细胞质中表达。
(4)选用TargetScan软件预测miR-133a-3p的靶基因,筛选出候选靶基因FGFR1。利用RT-qPCR检测lnc_594、miR-133a-3p、FGFR1在SMSCs分化过程中的相对表达量,结果表明lnc_594、miR-133a-3p、FGFR1在SMSCs分化过程中表达呈上调趋势(P<0.05)。
(5)过表达lnc_594,FGFR1和成肌分化标志基因MyoD、MyoG的表达量与对照组相比分别下调了1.6、1.5、1.8倍(P<0.01),miR-133a-3p的表达量变化不显著(P>0.05);而抑制lnc594,FGFR1和成肌分化标志基因MyoD、MyoG、miR-133a-3p的表达量与对照组相比分别下调了4、1.6、7.7、2.7倍(P<0.01)。
(6)利用CCK-8细胞增殖和毒性检测试剂分析过表达或抑制lnc_594对SMSCs增殖的影响,根据OD值绘制转染后细胞的生长曲线,结果表明lnc_594对细胞增殖的影响不显著(P>0.05)。
(7)过表达miR-133a-3p,lnc_594和FGFR1表达量与对照组相比极显著下训(P<0.01)。
综上所述,本实验鉴定了lnc_594为非编码RNA,主要在细胞质中表达,初步验证可能通过miR-133a-3p和FGFR1调控山羊骨骼肌细胞分化。