LncYYW互作miRNA调控牛骨骼肌卫星细胞分化机制的研究

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骨骼肌发育是一个复杂的生物学过程,骨骼肌卫星细胞的分化是骨骼肌发育的重要组成部分。近些年的研究发现,lncRNAs和miRNAs通过多种机制在生物学过程中发挥作用从而影响骨骼肌发育。目前,已经鉴定到了很多对肌纤维成熟具有重要影响的lncRNAs和miRNAs,但lncRNA和miRNA互作调控骨骼肌发育的研究较少见。本课题组前期通过高通量测序筛选到了一条在牛骨骼肌卫星细胞中高表达的lncRNA-lncYYW。在此基础上,本研究对lncYYW的5’RACE全长进行了扩增,并获得了5’RACE的全长732bp,然后用lncYYW的部分序列构建过表达载体转染小鼠C2C12细胞,检测过表达lncYYW对C2C12细胞增殖的影响。接下来用lncYYW的5’RACE全长构建过表达载体,研究lncYYW对牛骨骼肌细胞增殖和分化的影响。最后收集过表达lncYYW细胞样品和对照组样品进行了miRNA测序,通过比较分析获得差异表达的miRNA,深入探索了lncYYW和miRNA的互作机制,主要研究结果如下:1.利用RACE技术扩增得到lncYYW的5’RACE全长732bp,通过在线分析预测发现lncYYW具有非编码潜能,该lncRNA分布在第五号染色体,且与Myf6的3’UTR区的部分序列反向互补。2.利用课题组前期获得的420bp lncYYW的序列,将其构建到p CDNA3.1-EGFP载体上,转染C2C12细胞,发现过表达lncYYW对C2C12细胞增殖没有显著影响,与前期在牛上的验证结果不一致,初步推测lncYYW在不同物种中具有不同的功能。3.利用实时荧光定量PCR、Ed U验证了过表达lncYYW对牛骨骼肌卫星细胞增殖的影响,同时,采用荧光定量PCR、Western blot检测了过表达lncYYW对细胞分化的影响。结果显示,lncYYW对细胞增殖没有显著影响,但是能抑制牛骨骼肌卫星细胞分化。采用与分化影响检测一样的方法,检测了lncYYW的正义m RNA(Myf6)的表达情况,结果显示,过表达lncYYW后Myf6在m RNA和蛋白水平均显著下调,我们推测lncYYW是一条反义lncRNA。4.通过miRNA测序技术,检测过表达lncYYW和对照组细胞样品,筛选到51个差异表达的miRNA,其中显著上调的30个,显著下调的21个。对测序获得的差异miRNA靶基因进行KEGG富集分析,发现miRNA的靶基因主要富集于细胞骨架调节、Ras、MAPK、Rap等信号通路中。通过荧光定量PCR对测序结果进行验证,证实了过表达lncYYW后,miR-1和miR-206显著下调。5.过表达miR-1发现,增殖期lncYYW显著下调,分化第二天没有显著变化;过表达miR-206,lncYYW在增殖期和分化期都没有显著变化;后续选择miR-1为研究对象,过表达lncYYW检测了miR-1靶基因的表达情况。6.以miR-1作为研究对象,选择主要富集于细胞骨架调节通路中涉及的蛋白ITGB3、FN1和前人研究发现的miR-1靶基因(CX43、CCDN1、SFRP1、ZNF281、SRSF9)和过表达lncYYW后,通过荧光定量PCR检测发现SFRP1和SRSF9显著上调,FN1和ITGB3显著下调(P<0.05)。综上,本研究初步确定了lncYYW是一条能抑制牛骨骼肌卫星细胞的成肌分化的Myf6反义lncRNA,且在牛和小鼠上功能不尽一致。进一步发现miR-1是lncYYW互作的miRNA,初步证实了lncYYW一方面通过促进miR-1的靶基因SRSF1的上调,抑制miR-1的表达,另一方面lncYYW的过表达,下调miR-1的表达从而抑制其靶基因ITGB3和FN1的表达,最终抑制牛骨骼肌卫星细胞的分化。
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