【摘 要】
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microRNAs(miRNAs或miRs)是一类长约22nt~25nt且在物种间及进化中保守性较高的一类内源性的单链非编码RNA,根据前期研究者们的研究证实它是哺乳动物骨骼肌发育过程中的关键调控因子,同时microRNAs也是目前生命科学领域研究的最为普遍和深入的一类非编码RNA。本研究依据本实验室前期秦川牛骨骼肌microRNAs转录组测序的结果,对筛选出的microRNA依据时空差异表达显著
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microRNAs(miRNAs或miRs)是一类长约22nt~25nt且在物种间及进化中保守性较高的一类内源性的单链非编码RNA,根据前期研究者们的研究证实它是哺乳动物骨骼肌发育过程中的关键调控因子,同时microRNAs也是目前生命科学领域研究的最为普遍和深入的一类非编码RNA。本研究依据本实验室前期秦川牛骨骼肌microRNAs转录组测序的结果,对筛选出的microRNA依据时空差异表达显著的原则进行初步筛选,通过采用Quantitative Real-time PCR(q RT-PCR)技术获取秦川牛在不同发育时期(胎牛期、成年期),不同组织(心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏、瘤胃、小肠、腿肌)的microRNAs表达谱,通过对实验结果的处理分析以及查阅相关文献资料,最终选择在肌肉中特异性表达的miR-499为研究对象,探究其对成肌细胞增殖和分化的影响。此外,本文还对靶基因TGFβR1参与TGF-β信号传导通路在骨骼肌中发挥的调控作用机制进行了探讨。取得的主要结果如下:(1)相关序列保守性分析显示成熟miR-499以及其靶基因TGFβR1 3’UTR上的microRNA结合位点在人、小鼠、羊、牛、猪等不同物种间具有高度保守性,利用q RT-PCR技术揭示并分析了miR-499在秦川牛的两个发育时期以及每个发育时期的不同组织表达谱,经研究发现miR-499是肌肉特异性表达miRNAs之一,在秦川牛两个发育时期的腿肌组织和心脏组织中表达,而其余组织几乎不表达。miR-499在成年牛时期腿肌中的表达量显著低于胎牛时期腿肌组织中的表达量(P<0.01)。(2)成功构建了miR-499的前体(miR-499高效过表达载体)。将构建成功的高效过表达载体转染至人肾上皮细胞系(HEK293T)中,实验结果发现经过转染高效过表达载体的细胞中miR-499表达量高于转染进空载体细胞中miR-499的表达量,并且呈极显著差异(P<0.01),这一结果说明构建的miR-499过表达载体可用于接下来的实验研究。将negative control(NC),miR-499 mimics,anti-negative control(anti-NC),miR-499 inhibitors或pcDNA3.1(+)-miR-499转染至C2C12细胞,使miR-499过表达或抑制表达。利用q RT-PCR、Western blot技术、Cell Counting Kit-8(CCK-8)试剂盒以及5-乙炔基-2′脱氧尿嘧啶核苷(Ed U)细胞增殖检测试剂共同验证过表达或抑制miR-499对C2C12细胞增殖和分化的影响。实验结果表明miR-499促进C2C12细胞的增殖并且抑制C2C12细胞的分化。(3)通过Target Scan、DAVID数据库预测了miR-499的靶基因:TGFβR1、FGF2、MAPK6、MYH10、FOXO4和SIX1。利用psi CHECK-2载体成功构建了预测靶基因野生型和突变型双荧光素酶报告基因载体,将其同时与合成的miR-499mimics共转染HEK293T细胞,利用酶标仪检测并用生物统计学方法分析双荧光素酶活性的变化。同对照组相比,发现野生型TGFβR1基因重组载体的荧光素酶活性极显著降低(P<0.01),而突变型TGFβR1基因重组载体的荧光素酶活性差异不显著,初步验证表明TGFβR1基因是miR-499的靶基因。为了进一步证实miR-499与TGFβR1的靶向关系,利用q RT-PCR和Western blot技术检测过表达或抑制miR-499对TGFβR1表达量的影响,3个实验结果共同验证了TGFβR1是miR-499的靶基因。(4)合成miR-499靶基因TGFβR1的siRNA,将si-NC、siRNA转染至C2C12细胞中,对TGFβR1基因进行转录后水平的沉默。实验结果表明miR-499的靶基因TGFβR1能够抑制成肌细胞C2C12的增殖,促进C2C12细胞分化。
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