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嵌合RNA是指由两个或两个以上独立基因（即亲本基因）融合产生的新RNAs。在过去的研究中,嵌合RNA一直被认为是染色体重排所产生,是恶性肿瘤的特殊标记物,在癌症的诊断、治疗和预后中备受关注。随着生物信息学的发展和下一代测序成本的降低,嵌合RNA的挖掘得到了极大的推动。随着研究的深入,越来越多的嵌合RNA在正常的组织和细胞中被鉴定出来,其中一些嵌合RNA可以在正常的生理活动中发挥重要的调节作用。因此,从正常组织中挖掘更多的嵌合RNA,将有助于我们全面理解基因组的构成及其功能。猪是一种重要的经济动物,是全世界肉类生产的重要来源,也是人类健康问题的潜在医学模型。肌肉在畜牧生产中占有举足轻重的地位,其中骨骼肌数量和质量被认为是衡量肉质的主要指标之一。骨骼肌生长发育是一个相当复杂的过程,包括肌源干细胞分化成单核的成肌细胞、融合形成多核肌管和成熟肌纤维等过程,在这些过程中涉及多个成肌因子的调控。因此,骨骼肌生长发育的研究对于提高家畜的产肉量、提升肉品质具有重要意义。猪骨骼肌卫星细胞（Porcine Skeletal Muscle Satellite Cells,PSCs）作为骨骼肌的祖细胞,被认为是成体骨骼肌细胞成肌分化的唯一干细胞来源,一般处于静息状态。在受刺激后,骨骼肌卫星细胞可通过关键信号通路活化、增殖并分化成为肌细胞,从而参与骨骼肌的形成及损伤修复。本研究通过生物信息学软件对9组猪骨骼肌的转录组数据进行深度挖掘,分析猪骨骼肌中潜在的嵌合RNA。利用分子生物学技术和测序技术鉴定与骨骼肌生长发育相关的嵌合RNA,以PSCs为体外实验模型,探究嵌合RNA及其亲本基因对骨骼肌发育的影响。并利用高通量测序技术揭示嵌合RNA介导骨骼肌生长发育的分子机制,主要结果如下:1.通过STAR-fusion和Fusionmap分析大白猪背最长肌、民猪背最长肌和民猪股二头肌RNA-Seq数据,共同预测55个嵌合RNA。其中49个为染色体间嵌合,占比89%;6个为染色内嵌合,占比11%。GO分析显示亲本基因富集功能相似,主要富集在携钙素结合、肌球蛋白纤维、肌原纤维、细胞运动和ATP结合等。2.以民猪c DNA为模板,通过RT-PCR成功鉴定嵌合RNA TNNI2-ACTA1及其8个可变剪接体,分别命名为TNNI2-ACTA1 V1-V8并将序列提交至Gene Bank。结构分析显示TNNI2-ACTA1 V1-V8嵌合位点均在亲本基因的外显子上。3.TNNI2-ACTA1 V1-V8均含有完整开放阅读框（Open Reading Frame,ORF）,具有编码蛋白质的潜力。Western blot结果显示,可以检测到V1、V2、V4、V7、和V8的嵌合蛋白,未能检测到V3、V5和V6的嵌合蛋白,推测V3、V5和V6可能为非编码RNA或受到无义介导的m RNA降解。4.将TNNI2、ACTA1和TNNI2-ACTA1 V1-V8真核表达质粒分别转染至PSCs中发现,TNNI2-ACTA1 V1可以上调Cyclin D1的表达,使细胞周期阻滞于G1期,从而抑制细胞增殖。亲本基因TNNI2、ACTA1和其他可变剪接体对细胞增殖没有显著影响,说明TNNI2-ACTA1V1抑制细胞增殖的功能与亲本基因TNNI2和ACTA1无关。5.经高通量测序,过表达TNNI2组与对照组相比共检测到2669个差异表达基因（Differentially expressed genes,DEGs）（|log2Fold Change|≥1,q＜0.05）,其中1592个基因高表达,1077个基因低表达;过表达ACTA1组共检测到2128个DEGs（|log2Fold Change|≥1,q＜0.05）,其中1226个基因高表达、902个基因低表达;过表达TNNI2-ACTA1 V1组检测到29个DEGs（|log2Fold Change|≥1,q＜0.05）,其中,13个基因上调表达,16个基因下调表达。GO分析发现两个亲本基因组DEGs主要富集在细胞过程、代谢过程、生物调节、细胞组分、信号转导活性和转录调节活性等功能;TNNI2-ACTA1 V1组富集结果与亲本组相似,主要富集在细胞过程、代谢过程、信号转导活性、转录调节活性等功能。两个亲本基因组的KEGG富集结果主要集中于PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路和Fox O信号通路等通路。6.分析转录组数据发现与亲本基因相比,TNNI2-ACTA1 V1特异性富集3个DEGs（核受体辅激活蛋白3（nuclear receptor coactivator 3,NCOA3）、根蛋白（Radixin,RDX）和盘状结构域受体2（discoidin domain receptor 2,DDR2））。q PCR结果显示过表达TNNI2-ACTA1V1后,NCOA3、RDX和DDR2的表达受到抑制,而亲本基因TNNI2和ACTA1对NCOA3、RDX和DDR2的表达量没有显著影响,说明NCOA3、RDX和DDR2可能参与了TNNI2-ACTA1V1抑制PSCs增殖的过程。7.将真核表达载体p CMV-HA-NCOA3、p CMV-HA-DDR2和p CMV-HA-RDX分别转染至PSCs后,发现过表达NCOA3可以上调Cyclin D1的表达,促进细胞周期由G1期进入S期,促进细胞的增殖;而干扰NCOA3可以下调Cyclin D1的表达,使细胞周期阻滞在G1期,抑制细胞的增殖。8.将p CMV-HA-TNNI2-ACTA1 V1和p CMV-HA-NCOA3共转染至PSCs后发现,过表达NCOA3可以拯救由过表达TNNI2-ACTA1 V1引起的细胞增殖的抑制。9.免疫共沉淀实验证明TNNI2-ACTA1 V1蛋白可以与NCOA3蛋白相互作用。综上所述,本研究通过STAR-fusion和Fusionmap共同预测猪骨骼肌相关嵌合RNA,并通过RT-PCR成功鉴定,实验结果表明TNNI2-ACTA1 V1与亲本基因功能有所不同。TNNI2-ACTA1 V1可以与NCOA3相互作用,调控NCOA3的表达,间接影响Cyclin D1的表达,从而调控PSCs的增殖。本研究为嵌合RNA存在于正常组织或细胞中提供有力证据,为骨骼肌的生长发育调控网络提供一种新的思路。