MyHC IIA/X-AS在猪肌卫星细胞分化与肌纤维类型组成中的作用

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肌肉是重要的动物产品之一,由不同类型的肌纤维组成,肌肉中不同类型肌纤维的组成比例决定了肉产品品质的优劣。肌纤维类型组成受到许多遗传因子的调控,长链非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA)是其中重要的一类。LncRNA是一类大于200nt且不具有编码潜能的RNA,在生命体发生过程中发挥重要调控作用。本研究在关中黑猪中克隆并鉴定了Ⅱ型肌球蛋白重链(myosin heavy chain,MyHC)基因座的天然反转录本MyHCⅡA/X-AS lncRNA,并初步探究了其对猪肌肉生成过程中的调控作用。  本文首先通过生物信息学软件结合RACE等实验克隆得到MyHCⅡA/X-AS lncRNA;随后检测该lncRNA在关中黑猪不同组织中的表达、亚细胞定位及与基因座基因表达相关性;随后检测MyHCⅡA/X-AS对肌卫星细胞增殖分化的作用;最后探究该lncRNA通过与miR-130b互作调控MyHC IIx表达,从而调控不同肌纤维类型的组成。获得主要结果如下:  1.通过RT-PCR和在线数据库blast,检测到MyHCⅡA/X的反义链的表达,并命名为MyHCⅡA/X-AS,该转录本位于猪12号染色体,序列大小约4~5kb;通过qPCR检测,MyHCⅡA/X-AS lncRNA在肌肉组织中表达水平最高;核质分离RNA和FISH检测,该lncRNA主要存在于关中黑猪骨骼肌细胞质中;半衰期检测结果显示,MyHCⅡA/X-AS lncRNA稳定性高于MyHCⅡx;MyHC IIA/X-AS lncRNA随着成肌分化,表达量逐渐升高,且在猪生长后期也呈表达上升趋势;相关性表明MyHCⅡA/X-AS lncRNA的表达模式更接近快肌表达基因MyHCⅡx。  2.在分离的猪肌卫星细胞中用siRNA抑制MyHCⅡA/X-AS lncRNA的表达,相对于对照组,细胞增殖相关基因Cyclin E、Cyclin D、PCNA的表达显著上调(P<0.05),cck-8检测细胞活力显著增加,EdU检测增殖阳性细胞数目显著增加(P<0.05);流式结果显示处理组的S期细胞数目显著高于对照组(P<0.05)。此外,MyHCⅡA/X-AS lncRNA的表达被抑制后,肌细胞分化相关基因MyHC、MyoG和MyoD的表达降低(P<0.05),免疫荧光结果显示肌卫星细胞分化和融合指数显著降低(P<0.05)。  3.在线软件预测MyHCⅡA/X-AS lncRNA有miR-130b的吸附位点,双荧光素报告载体系统验证这一结果;在肌卫星细胞中过表达miR-130b后,肌肉分化标志基因MyHC、MyoG表达显著降低(P<0.05),免疫荧光结果显示过表达组肌管数目显著低于对照组,多核肌管占总肌管数目比例降低(P<0.05),揭示该miRNA抑制肌细胞的分化和融合能力。  4.通过多个在线软件预测miR-130b的靶基因,求交集共得584个靶基因,KEGG及GO功能分析筛选得到和成肌分化相关靶基因MyHC IIx,双荧光素报告载体系统实验,验证了miR-130b与MyHC IIx存在互作。在肌纤维类型不同的背最长肌和半腱肌中检测MyHCⅡA/X-AS/miR-130b/MyHC IIx的表达,MyHCⅡA/X-AS和MyHC IIx在快肌中的表达显著高于慢肌,miR-130b则相反;表达相关性分析结果显示MyHCⅡA/X-AS和MyHC IIx表达正相关,与miR-130b表达负相关;在肌卫星细胞中抑制MyHCⅡA/X-AS lncRNA和过表达miR-130b后显著抑制快肌相关基因的表达并促进慢肌相关基因的表达(P<0.05)。  综上所述,MyHCⅡA/X-AS lncRNA主要存在于关中黑猪骨骼肌的细胞质中,稳定性较高且与基因座基因表达相关;MyHCⅡA/X-AS lncRNA可以吸附miR-130b,miR-130b调控肌卫星细胞的生长过程;MyHCⅡA/X-AS/miR-130b/MyHC IIx参与不同肌纤维类型组成的调控。研究结果为肌肉发育相关lncRNA的探索提供了研究基础,也为猪肉品质性状选育提供了理论依据。
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