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微重力是太空飞行中导致不利影响的重要因素。秀丽线虫是一种经典的模式动物，目前已经建立起秀丽线虫中的模拟微重力分析系统。同时，一些重要的信号通路被证明参与对模拟微重力毒效应的调控，包括胰岛素信号通路、p38 MAPK信号通路和Wnt信号通路。microRNA（miRNA）是长度约为22个核苷酸的非编码RNA分子，长链非编码RNA（long non-coding RNA，lncRNA）是长度大于200个核苷酸的非编码RNA分子，两者均在生物体基因表达调控中发挥重要的功能。然而，miRNA 和 lncRNA 在调控模拟微重力致秀丽线虫毒效应中的功能尚不清楚。本文旨在鉴定秀丽线虫中参与模拟微重力毒效应调控的miRNA和lncRNA，并开展相关的功能分析。
1. 秀丽线虫响应模拟微重力microRNA分子的鉴定
用旋转培养系统以30rpm的速度模拟微重力处理24小时后，共鉴定出19个显著差异表达的miRNA（16个表达量升高，3个表达量降低）。通过基因本体论分析，模拟微重力处理下差异表达的miRNA可能介导的生物学过程包括发育、生殖、细胞定位等。通过 KEGG 信号通路分析，在模拟微重力处理秀丽线虫中共鉴定出60个重要的相关信号通路。对具有突变体的8种miRNA（let-7、mir-51、mir-52、mir-67、mir-77、mir-78、mir-85和mir-252），进一步分析了其中模拟微重力的毒效应。观察发现，let-7、mir-67、mir-85、mir-252突变体秀丽线虫对模拟微重力毒效应呈抗性。通过qRT-PCR确认了模拟微重力处理后let-7、mir-67、mir-85、mir-252 的表达量显著降低。因此 let-7、mir-67、mir-85、mir-252 在秀丽线虫中的变化介导了一种响应模拟微重力应激的保护机制。
2. 秀丽线虫肠道组织中响应模拟微重力长链非编码RNA鉴定及功能研究
长链非编码RNA（lncRNA）是生物体对环境暴露的重要响应分子。在本研究中，我们以秀丽线虫为动物模型来进一步分析肠道lncRNA在调控模拟微重力毒效应中的功能。在肠道lncRNA中，模拟微重力处理后linc-2、linc-46、linc-61和linc-78的表达显著增加，linc-13、linc-14、linc-50和linc-125的表达显著降低。在这8个肠道lncRNA中，linc-2和linc-61的RNAi敲降秀丽线虫对模拟微重力毒效应呈敏感性，而linc-13、linc-14和linc-50的RNAi敲降秀丽线虫对模拟微重力毒效应呈抗性。在模拟微重力处理的秀丽线虫中，肠道linc-50潜在与3个转录因子 DAF-16、SKN-1 和 HLH-30 结合。而且，daf-16、skn-1 或 hlh-30 的RNAi敲降可以抑制linc-50（RNAi）秀丽线虫对模拟微重力毒效应的抗性，表明肠道linc-50可以通过抑制下游DAF-16介导的胰岛素信号通路、SKN-1介导的p38 MAPK 信号通路和 HLH-30 介导的自噬信号通路来调控模拟微重力的毒效应。
进一步分析还发现，在肠道细胞中linc-50可以靶向miRNA分子let-7调控模拟微重力的毒效应，同时let-7可以通过靶向转录因子DAF-16和SKN-1调控模拟微重力的毒效应。在肠道细胞中，GST-4、GST-5和GST-7进一步被鉴定为SKN-1调控模拟微重力毒效应过程中的下游靶点。因此，在模拟微重力处理的秀丽线虫中，肠道 linc-50 除了可以直接靶向 3 个转录因子（DAF-16、SKN-1 和HLH-30），我们还鉴定出一个肠道组织中的linc-50-let-7-DAF-16/SKN-1调控轴响应模拟微重力的暴露。
1. 秀丽线虫响应模拟微重力microRNA分子的鉴定
用旋转培养系统以30rpm的速度模拟微重力处理24小时后，共鉴定出19个显著差异表达的miRNA（16个表达量升高，3个表达量降低）。通过基因本体论分析，模拟微重力处理下差异表达的miRNA可能介导的生物学过程包括发育、生殖、细胞定位等。通过 KEGG 信号通路分析，在模拟微重力处理秀丽线虫中共鉴定出60个重要的相关信号通路。对具有突变体的8种miRNA（let-7、mir-51、mir-52、mir-67、mir-77、mir-78、mir-85和mir-252），进一步分析了其中模拟微重力的毒效应。观察发现，let-7、mir-67、mir-85、mir-252突变体秀丽线虫对模拟微重力毒效应呈抗性。通过qRT-PCR确认了模拟微重力处理后let-7、mir-67、mir-85、mir-252 的表达量显著降低。因此 let-7、mir-67、mir-85、mir-252 在秀丽线虫中的变化介导了一种响应模拟微重力应激的保护机制。
2. 秀丽线虫肠道组织中响应模拟微重力长链非编码RNA鉴定及功能研究
长链非编码RNA（lncRNA）是生物体对环境暴露的重要响应分子。在本研究中，我们以秀丽线虫为动物模型来进一步分析肠道lncRNA在调控模拟微重力毒效应中的功能。在肠道lncRNA中，模拟微重力处理后linc-2、linc-46、linc-61和linc-78的表达显著增加，linc-13、linc-14、linc-50和linc-125的表达显著降低。在这8个肠道lncRNA中，linc-2和linc-61的RNAi敲降秀丽线虫对模拟微重力毒效应呈敏感性，而linc-13、linc-14和linc-50的RNAi敲降秀丽线虫对模拟微重力毒效应呈抗性。在模拟微重力处理的秀丽线虫中，肠道linc-50潜在与3个转录因子 DAF-16、SKN-1 和 HLH-30 结合。而且，daf-16、skn-1 或 hlh-30 的RNAi敲降可以抑制linc-50（RNAi）秀丽线虫对模拟微重力毒效应的抗性，表明肠道linc-50可以通过抑制下游DAF-16介导的胰岛素信号通路、SKN-1介导的p38 MAPK 信号通路和 HLH-30 介导的自噬信号通路来调控模拟微重力的毒效应。
进一步分析还发现，在肠道细胞中linc-50可以靶向miRNA分子let-7调控模拟微重力的毒效应，同时let-7可以通过靶向转录因子DAF-16和SKN-1调控模拟微重力的毒效应。在肠道细胞中，GST-4、GST-5和GST-7进一步被鉴定为SKN-1调控模拟微重力毒效应过程中的下游靶点。因此，在模拟微重力处理的秀丽线虫中，肠道 linc-50 除了可以直接靶向 3 个转录因子（DAF-16、SKN-1 和HLH-30），我们还鉴定出一个肠道组织中的linc-50-let-7-DAF-16/SKN-1调控轴响应模拟微重力的暴露。