论文部分内容阅读
成肌分化过程涉及多种生物学通路,大量的研究表明miRNAs和内质网应激在成肌分化过程中发挥重要的调控作用。研究显示miR-181a-5p能够靶向结合Hox-A11,上调成肌分化关键基因MyoD,MyoG的表达量,促进成肌分化。此外,内质网应激(Endoplasmic Reticulum Stress,ERS)能够通过ERS介导的凋亡途径促进分化过程中分化能力较弱的细胞凋亡,提高分化效率。因而我们推测miR-181 a-5p和ERS在成肌分化过程中可能存在协同效应,共同促进成肌分化,但需要进一步的实验验证。 本研究分析了C2C12细胞分化过程中miR-181 a-5p的表达趋势,通过转染miRNA mimics和inhibitor,实现过表达和干扰miRNA,探究了miR-181a-5p对C2C12细胞增殖、分化、内质网应激和肌纤维类型的影响。用毒胡萝卜素(Thapsigargin,Tg)处理C2C12细胞,使细胞发生ERS,探究了ERS对C2C12细胞内源性miR-181a-5p和成肌分化的影响。最后对Tg预处理的C2C12细胞和猪肌肉成纤维细胞(Porcine Muscle Fibroblasts,PMFs)过表达和干扰miR-181 a-5p,分析了ERS情况下,miR-181a-5p对C2C12细胞和PMFs凋亡的影响,并利用双荧光素酶报告系统验证了猪上GRP78和ssc-miR-181 a-5p的靶标关系。主要结果如下: (1)miR-181a-5p的种子序列及其在GRP78上的结合序列在不同物种中序列高度保守,荧光定量PCR(RT-qPCR)结果显示miR-181a-5p在C2C12细胞分化过程中的表达量呈上升趋势。 (2)RT-qPCR检测发现过表达miR-181a-5p促进C2C12细胞分化,靶基因GRP78的mRNA表达量有所降低,但未达到显著水平(P>0.05),成肌分化相关基因Myod,MyoG,My f5,My f6和ERS介导的凋亡通路相关基因ATF6,Casp12,CHOP,EIF-2α的mRNA表达量显著升高(P<0.01或P<0.05);干扰miR-181 a-5p抑制C2C12细胞分化,靶基因GRP78的mRNA表达水平显著升高(P<0.01),成肌分化相关基因Myod,MyoG,My f5,My f6和ERS介导的凋亡通路相关基因ATF6,Casp12,CHOP,EIF-2α的mRNA表达量显著降低(P<0.01或P<0.05)。凋亡抑制基因BCL2的mRNA表达量在过表达和干扰miR-181 a-5p时均显著降低(P<0.01或P<0.05)。 (3)过表达miR-181a-5p显著增加了MyHcⅡa的mRNA表达量(P<0.01),显著降低了MyHcⅠ的mRNA表达量(P<0.05),使肌纤维中Ⅱ型肌纤维的含量升高;抑制miR-181a-5p显著降低了MyHcⅡa的mRNA表达量(P<0.01),从而增加了Ⅰ型肌纤维的含量。 (4)过表达或抑制miR-181a-5p后,利用CCK-8细胞增殖和毒性检测试剂分析miR-181a-5p对C2C12细胞增殖的影响,与对照组相比,过表达和抑制miR-181a-5p对C2C12细胞增殖影响均不显著(P>0.05)。 (5)用0.1μM Tg处理C2C12细胞,24 h时RT-qPCR检测发现,Tg处理显著增加了ERS介导的凋亡通路相关基因ATF6,Casp12,CHOP,EIF-2α和GRP78的mRNA表达量(P<0.01),成功诱导细胞发生ERS。同时,Tg处理后,C2C12细胞中miR-181a-5p和成肌分化相关基因My f5,My f6和MyoD的mRNA表达量显著升高(P<0.01)。 (6)用0.1μMTg处理C2C12细胞,向细胞中过表达miR-181a-5p,24 h时Hoechst染色发现细胞核碎片增加,CCK-8分析发现细胞活性显著降低(P<0.01),RT-qPCR检测发现ERS介导的凋亡通路相关基因ATF6,Casp12,CHOP,EIF-2α的mRNA表达量显著升高(P<0.01),靶基因GRP78和抗凋亡基因BCL2的表达量显著降低(P<0.01);抑制miR-181a-5p,细胞核碎片,细胞活性以及基因表达量实验结果与过表达miR-181a-5p相反。 (7)成功构建猪GRP78基因的双荧光素酶报告质粒,利用双荧光素酶报告系统检测发现猪GRP78和ssc-miR-181a-5p存在靶标关系,且靶基因的mRNA水平不受调控(P>0.05),初步揭示ssc-miR-181a-5p可能在蛋白水平抑制靶基因的表达。 (8)体外分离培养PMFs,0.1μM Tg处理PMFs细胞,向细胞中过表达ssc-miR-181a-5p,24 h时候发现细胞核碎片增加,细胞活性显著降低(P<0.01),靶基因GRP78的mRNA表达量显著降低(P<0.01),ERS介导的凋亡通路相关基因ATF6,EIF-2α的mRNA表达量显著升高(P<0.01);抑制ssc-181a-5p细胞核碎片,细胞活性以及基因表达量与过表达ssc-miR-181a-5p实验结果相反。