调控猪骨骼肌再生lncRNA的鉴定及功能研究

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骨骼肌是机体的重要组成部分,在调节新陈代谢平衡中起着重要作用。肌纤维是骨骼肌的基本组成单位,其受到损伤后,骨骼肌卫星细胞会被激活,经过增殖、迁移和成肌分化,修复受损的肌纤维。LncRNA主要由RNA聚合酶Ⅱ转录,长度大于200 nt,且不具有编码蛋白质功能。LncRNA对小鼠和人的骨骼肌再生过程具有重要的调控作用,但在猪上鲜有报道。本研究将3月龄去势晋汾白猪公猪分为两组,一组屠宰采集背最长肌(JFW-90d),另一组采用手术割伤背最长肌并采样(JFW-MI),缝合修复10 d后采集再生背最长肌样品(JFW-R-10d),采用ELISA、HE染色和q RT-PCR实验,检测再生背最长肌的表型变化;通过RNA测序和生物信息学分析,筛选和鉴定调控猪骨骼肌再生的lnc RNAs(lnc100512700);采用q RT-PCR和核质分离实验探究猪lnc100512700的表达模式;采用酶消化法和差速贴壁法分离猪原代骨骼肌卫星细胞,分别转染慢病毒包被的lnc100512700过表达和干扰载体,通过Ed U染色、免疫荧光染色和q RT-PCR实验,阐明lnc100512700对猪骨骼肌卫星细胞增殖和成肌分化的调控作用。主要结果如下:JFW-R-10d组新生肌纤维周围有炎性反应,血清中炎性因子IL-4和IL-6的含量明显升高,炎症相关基因CD163、CD206、CCL2和成肌相关基因Myo D、Myo G、MEF2A的表达量都显著高于JFW-90d和JFW-MI组。RNA测序结果发现,JFW-R-10d和JFW-90d组相比,共有1509个m RNA和650个lnc RNAs的表达量存在显著差异;JFW-R-10d和JFW-MI组相比,共有507个m RNA和577个lnc RNAs的表达量存在显著差异;差异表达m RNA和lnc RNAs靶基因主要富集在骨骼肌形成和肌纤维类型转换等生物过程中。Lnc100512700在细胞核和细胞质中都有分布,主要在骨骼肌与脂肪组织中表达。分离猪骨骼肌原代卫星细胞并进行成肌诱导分化,能够形成肌管。原代卫星细胞中过表达lnc100512700,增殖相关基因PCNA、Ki67、CDK4表达量明显升高,Ed U阳性细胞数明显增多;成肌分化相关基因Myo G、Myf5、MRF4表达量明显升高,肌管增粗变长。原代卫星细胞中干扰lnc100512700,增殖相关基因的表达量明显降低,Ed U阳性细胞数减少;成肌分化相关基因表达量降低,肌管数量变少。本试验通过构建猪骨骼肌再生模型,进行RNA测序,筛选差异表达的m RNA和lnc RNA,并鉴定了lnc100512700可以促进猪骨骼肌卫星细胞增殖和分化。本研究填补了猪骨骼肌再生相关研究的空白,拓宽了猪骨骼肌生长发育研究的思路,为骨骼肌再生领域研究提供参考数据。
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