microRNA与猪肌肉发育

MicroRNAs(miRNAs)是一类内源性的具有调控功能的非编码RNA,成熟的miRNAs可通过与靶基因的3′UTR结合,从而发挥对靶向基因负调控作用。目前,研究人员已经证明miRNA在机体的生长、发育、繁殖、分化和凋亡等生理过程中发挥重要的作用。猪肌肉发育的相关研究备受关注,猪肌肉的发育与其他动物一样,受众多基因的调控,这些基因的表达和翻译同时受miRNAs的调控。本文对miRNAs与猪肌肉发育的相关性进行了系统的分析,提出miRNAs在猪生产中的研究和应用的某些展望。     

miRNAs对骨骼肌调控的研究进展

microRNAs（miRNAs）是生物体内自然存在的一类长度约为22 nt的小分子非编码RNA，能够通过与靶基因mRNA 3'UTR不完全互补配对，降解靶基因mRNA或抑制其翻译，在转录后水平调控基因的表达，进而广泛参与调控机体生长、发育、疾病等多个生物学过程。骨骼肌约占人体体重的40%，是动物体维持正常生长发育必不可少的组成部分。miRNAs通过靶向骨骼肌发育、再生与疾病过程的关键因子，进而发挥调控作用。作为骨骼肌疾病的重要调控因子，miRNAs已成为肌肉相关疾病的检测标志物和靶向诊疗药物。近年来，随着对miRNAs研究的深入，有关miRNAs对骨骼肌调控的研究已成为生命科学领域的研究热点。作者综述了miRNAs参与调控骨骼肌细胞增殖、分化、再生与疾病等方面的研究进展，旨在为治疗肌肉疾病及提高畜禽肉品质提供理论依据。     

miRNAs对骨骼肌调控的研究进展

microRNAs(miRNAs)是生物体内自然存在的一类长度约为22nt的小分子非编码RNA,能够通过与靶基因mRNA 3′UTR不完全互补配对,降解靶基因mRNA或抑制其翻译,在转录后水平调控基因的表达,进而广泛参与调控机体生长、发育、疾病等多个生物学过程。骨骼肌约占人体体重的40%,是动物体维持正常生长发育必不可少的组成部分。miRNAs通过靶向骨骼肌发育、再生与疾病过程的关键因子,进而发挥调控作用。作为骨骼肌疾病的重要调控因子,miRNAs已成为肌肉相关疾病的检测标志物和靶向诊疗药物。近年来,随着对miRNAs研究的深入,有关miRNAs对骨骼肌调控的研究已成为生命科学领域的研究热点。作者综述了miRNAs参与调控骨骼肌细胞增殖、分化、再生与疾病等方面的研究进展,旨在为治疗肌肉疾病及提高畜禽肉品质提供理论依据。     

脂肪酸调控奶牛乳腺microRNAs研究进展

脂类是一种可以为动物体储存和提供能量的物质,大量研究证实,日粮中脂类的改变可以改变microRNAs（miRNAs）的表达从而影响机体生命活动。本综述主要概括了脂肪酸对奶牛乳腺miRNAs的调控作用,从奶牛乳腺miRNAs表达特征、调控乳脂合成的miRNAs及外源添加脂肪酸对乳腺miRNAs的调控三个方面进行概述,旨在从转录后调控角度,建立营养物质与乳腺功能的联系,为未来相关研究提供参考。     

病原感染后鸡miRNAs调控的研究进展

microRNAs(miRNAs)是一种短的单链非编码小分子RNAs，无论是在正常发育还是疾病的发生发展过程中，都能够与靶mRNA结合，参与到基因的转录后调控过程，并在其中发挥重要的调节作用。近年来随着miRNAs研究的深入，越来越多的证据表明，病原感染后会引起宿主miRNAs表达水平发生变化，这些差异表达的miRNAs能够积极地参与到疾病的发生发展过程中，并通过调控靶基因的表达参与免疫功能、自噬、炎症反应、代谢等多种生物学过程来抑制或促进疾病的发展。此外，宿主miRNAs作为一种参与转录后调节的小分子RNAs，在病原感染过程中，鸡miRNAs除了可以靶向自身的基因来调控鸡先天免疫信号，也可以靶向病原的基因从而影响病原的吸附、入侵、增殖等过程。作者主要介绍了miRNAs的生物合成、功能以及鸡miRNAs在部分病毒、细菌、寄生虫等病原侵袭过程与致病过程中的调控作用及其机制，简述了不同病原感染后鸡miRNAs的调控策略，以期从miRNAs的角度为鸡病的诊断、治疗和防控提供一定的参考。     

猪脂肪发育相关miRNAs的功能研究进展

脂肪组织与猪肉品质密切相关,是影响猪胴体品质的一大因素。了解猪脂肪组织的生长发育及代谢调控机制,对于畜牧生产及疾病治疗具有重大意义。miRNAs(microRNAs)是一类内源性的、非编码的、长度为18~24nt的小分子RNA,其主要通过调控基因表达的转录后水平起作用。大量研究表明,miRNAs参与调控脂肪细胞分化、脂肪形成、脂肪酸代谢、胆固醇合成等多个生命过程。然而目前已报道的猪miRNAs仅有326个,且miRNAs调控猪脂肪发育的研究十分欠缺。本文对近年来猪脂肪相关miRNAs的挖掘和鉴定研究工作进行回顾,同时也关注了miRNAs调控猪脂肪发育的研究。     

牦牛不同年龄肌肉组织microRNA表达谱及生物信息学分析

旨在挖掘牦牛不同年龄肌肉组织中miRNA表达谱,分析其生物学特征,以探索其在牦牛肌肉发育过程中的调节模式。本研究构建0.5、2.5、4.5和7.5岁肌肉组织的4个小RNA文库,利用Solexa技术进行测序,用生物信息学方法和RT-qPCR技术对测序结果进行分析和验证。结果,获得各miRNAs分别在4个年龄段肌肉组织中的表达量,在7.5岁肌肉组织中发现58个共同与0.5、2.5、4.5岁差异表达的miRNAs,其中53个miRNAs在7.5岁肌肉组织中显著下调,5个显著上调。运用R语言进行GO富集和KEGG信号通路分析,58个miRNAs可能通过PI3K-Akt、MAPK、Ras和肌动蛋白细胞骨架调节通路(regulation of actin cytoskeleton)参与调节牦牛肌肉细胞的增殖与分化,且PI3K-Akt、MAPK、Ras 3个信号通路共同靶向53个靶基因,说明3个信号通路相互关联。随机选择8个miRNAs进行RT-qPCR验证,结果表明其中7个miRNAs的表达趋势与测序结果一致。结果表明,牦牛肌肉发育可能受到多种miRNA的调控并涉及多个信号通路,有助于构建肌肉组织中miRNA的调控网络,为进一步研究miRNA调控哺乳动物肌肉发育奠定了理论基础。     

脂肪分化相关信号通路及microRNA调节研究进展

畜禽体内脂肪含量的多少决定了其肉质的好坏,而脂肪分化则是一个由许多因子调控的复杂生物学过程。了解脂肪分化相关的信号通路及其miRNAs的调节作用,可以在一定程度上揭示脂肪分化的分子调控机制。本文在对6个重要的调控脂肪细胞分化的信号通路进行介绍的基础上,分别对8个促进脂肪细胞分化和8个抑制脂肪细胞分化的miRNAs的生物学功能和作用机制进行了探讨,总结了其靶基因在脂肪形成中的作用。有关miRNAs及其靶基因的研究为畜禽肉质性状的遗传改良提供了理论依据。     

功能性非编码RNAs在鸡肉肌内脂肪沉积中的调节作用

非编码RNAs(non-conding RNAs, ncRNAs)是一类没有编码蛋白质功能的RNAs,在基因转录、翻译过程中起重要调控作用。肌内脂肪(intramuscular fat, IMF)对鸡肉的风味、嫩度和多汁性具有重要影响，其含量与肌肉品质呈正相关，直接影响家禽肉品质。近年来，利用微小RNAs (microRNAs, miRNAs)、长链非编码RNAs (long non-coding RNAs, lncRNAs)和环状RNAs (circular RNAs, circRNAs)研究鸡IMF沉积的调控机制取得了一定进展，为表观遗传标记应用于动物遗传育种奠定了基础。笔者介绍了IMF形成与沉积的生物学过程、ncRNAs的生物学特点及作用模式，着重阐述了miRNAs、lncRNAs和circRNAs调控鸡肉IMF沉积的研究进展，为进一步研究miRNAs、lncRNAs和circRNAs在家禽肉品质调控方面的作用提供理论依据。     

可变剪接在肌肉发育中的作用研究进展

可变剪接发生在DNA转录为前体mRNA后，通过该过程可以使单个基因产生多个mRNA异构体和蛋白质亚型，增加了转录后加工过程中基因的信息多样性和蛋白质丰度。剪接体、剪接因子和其他RNA结合蛋白催化识别剪接位点和可变剪接外显子，参与调节可变剪接，从进化的角度来看，可变剪接在一定程度上为生物进化提供了驱动力。可变剪接作为组织特异性调节剂，参与肌肉发育的整个过程。在成肌细胞分化过程中，多聚嘧啶序列结合蛋白（polypyrimidine tract-binding protein，PTB）和RNA结合蛋白4（RNA-binding motif protein 4，RBM4）分别与原肌球蛋白的内含子多嘧啶序列和富含CU的内含子结合，共同调节α-原肌球蛋白的肌肉细胞特异性外显子选择的活性。RBM4可通过下调PTB表达并颉颃PTB在外显子选择中的活性来协同作用于肌细胞增殖分化的特异性剪接；肌球蛋白Ⅰ亚型通过可变剪接产生4种不同长度杠杆臂的蛋白质，影响肌肉的张力与拉伸激活；可变剪接可能是产生肌肉类型特异性的重要机制，选择性剪接产生具有不同催化动力学的肌球蛋白重链同工型，催化动力学差异地调节收缩性，从而影响肌纤维类型和肌肉功能。作者通过阐述可变剪接事件在肌肉发育及肌纤维形成过程中的主要作用，揭示可变剪接对肌肉发育的作用，以期为后续研究肌肉的发育调控机理提供参考依据。     

circRNA-Zfp609对C2C12成肌细胞增殖和分化的影响

【目的】试验旨在探究circRNA-Zfp609调节C2C12成肌细胞增殖和分化的潜在分子机制。【方法】利用RT-PCR和测序分析小鼠骨骼肌组织和C2C12成肌细胞中circRNA-Zfp609的表达,实时荧光定量PCR检测小鼠心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、胃、小肠、骨骼肌组织及增殖12、24、36、48 h和分化0、1、3、5 d的C2C12成肌细胞中circRNA-Zfp609的相对表达量;实时荧光定量PCR检测分化0、1、3、5 d的C2C12成肌细胞中肌细胞生成素（MyoG）和肌球蛋白重链（MyHC）的相对表达量。用circRNA-Zfp609的干扰表达载体（siRNA）干扰细胞,通过CCK-8测定siRNA对C2C12成肌细胞增殖率的影响;用实时荧光定量PCR检测siRNA干扰对circRNA-Zfp609、MyoG和MyHC相对表达量的影响。通过TargetScan 7.0和miRDB软件预测circRNA-Zfp609上与肌肉分化相关的miRNA位点,将筛选的miRNAs的过表达载体转染HEK293T细胞,利用双荧光素酶报告试验验证circRNA-Zfp609与miRNA的互作关系。根据miRNAs对circRNA-Zfp609的互作,构建circRNA-Zfp609的野生型和突变型载体并转染HEK293T细胞,利用双荧光素酶报告试验验证circRNA-Zfp609对miRNA的靶向关系。【结果】PCR和测序结果表明,小鼠骨骼肌中可表达circRNA-Zfp609;circRNA-Zfp609在小鼠骨骼肌中表达水平最高,在其他组织中的表达量由高到低依次是肾脏、肺脏、心脏、肝脏、胃、脾脏和小肠。与12 h相比,在C2C12成肌细胞增殖的36和48 h circRNA-Zfp609的相对表达量显著增加（P<0.05）;与分化第0天相比,在C2C12成肌细胞分化的第1、3和5天circRNA-Zfp609的相对表达量均显著增加（P<0.05）,MyoG、MyHC的相对表达量均极显著增加（P<0.01）。与NC组相比,siRNA组C2C12成肌细胞的增殖率和circRNA-Zfp609相对表达量均极显著降低（P<0.01）,MyoG和MyHC的相对表达量显著降低（P<0.05）。circRNA-Zfp609上有miR-150-5p、miR-327、miR-344g-3p和miR-615-5p 4种与肌肉分化相关的miRNAs。circRNA-Zfp609与miR-615-5p的吸附能力最强,具有靶向结合作用。circRNA-Zfp609可以作为分子海绵与调控肌肉分化相关的miR-615-5p相互作用。【结论】circRNA-Zfp609在小鼠的组织中广泛表达,在骨骼肌中表达水平最高;circRNA-Zfp609在C2C12成肌细胞增殖和分化的不同时期差异表达,circRNA-Zfp609上有4个与肌肉分化相关的miRNAs,其中miR-615-5p与circRNA-Zfp609具有靶向关系。本研究结果可为与家畜骨骼肌生长发育相关的研究提供参考。     

Mediation of acetylcholine and substance P induced contractions by myosin light chain phosphorylation in feline colonic smooth muscle

OBJECTIVES: To determine the role of myosin light chain phosphorylation in feline colonic smooth muscle contraction. SAMPLE POPULATION: Colonic tissue was obtained from eight 12- to 24-month-old cats. PROCEDURE: Colonic longitudinal smooth muscle strips were attached to isometric force transducers for measurements of isometric stress. Myosin light chain phosphorylation was determined by isoelectric focusing and sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. Stress and phosphorylation were determined following stimulation with ACh or SP, in the absence or presence of a calmodulin antagonist (W-7; 0.1 to 1.0 mM), myosin light chain kinase inhibitor (ML-9; 1 to 10 microM), or extracellular calcium free solutions. RESULTS: Unstimulated longitudinal colonic smooth muscle contained low amounts (6.9+/-3.2%) of phosphorylated myosin light chain. Phosphorylation of the myosin light chains was dose and time dependent with maximal values of 58.5% at 30 seconds of stimulation with 100 microM Ach and 60.2% at 45 seconds of stimulation with 100 nM SP Active isometric stress development closely paralleled phosphorylation of the myosin light chains in ACh- or SP-stimulated muscle. W-7 and ML-9 dose dependently inhibited myosin light chain phosphorylation and isometric stress development associated with ACh or SP stimulation. Removal of extracellular calcium inhibited myosin light chain phosphorylation and isometric stress development in ACh-stimulated smooth muscle. CONCLUSIONS AND CLINICAL RELEVANCE: Feline longitudinal colonic smooth muscle contraction is calcium-, calmodulin-, and myosin light chain kinase-dependent. Myosin light chain phosphorylation is necessary for the initiation of contraction in feline longitudinal colonic smooth muscle. These findings may prove useful in determining the biochemical and molecular defects that accompany feline colonic motility disorders.     

牛多个组织microRNASolexa测序与生物信息学分析

本研究旨在发掘牛更多的microRNA(miRNA)信息及新的miRNA序列,为进一步研究miRNA的生物学功能奠定理论基础.运用高通量测序技术对来自一头西门塔尔公牛和一头荷斯坦母牛的多个组织的小RNA进行混池测序,对测序结果进行了生物信息学分析.随机选取了一条成熟miRNA:bta-miR-2346-5p和两条新预测的miRNAs:novel_miR-48和novel_miR-86,采用茎环RT-PCR进行验证.共鉴定了604条miRNAs,其中429条为牛的已知miRNAs,175条为新预测的miRNAs.通过茎环RT-PCR发现选取的这3条miRNAs在背最长肌、心肌、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、大肠、小肠中均有表达,证明了高通量测序结果的准确性.本试验得到的数据在一定程度上丰富了牛miRNA的数量和种类,为后续牛或其他物种的miRNA相关生物学研究提供了更加详实的信息.     

Changes in muscle fiber type and expression of mRNA of myosin heavy chain isoforms in porcine muscle during pre‐ and postnatal development

The purpose of this study is to elucidate developmental changes in muscle fiber type in the pig during pre‐ and postnatal development. For this purpose, we performed a histochemical analysis for myosin adenosine triphosphatase activity to assess muscle fiber type and determined abundances of messenger RNA (mRNA) of myosin heavy chain (MHC) isoforms. Samples of Longissimus dorsi (LD) muscle were taken from fetuses on day 90 of the fetal stage. Further, samples of LD, Rhomboideus and Biceps femoris (B. femoris) muscles were taken from pigs when they were 1, 12, 26, 45 or 75 days old. Expression of MHC 2b mRNA in the LD and the B. femoris muscles rapidly and considerably increased from the late fetal stage to the early postnatal stage and this increase was associated with the development of type 2b fibers at least in the LD muscle. As shown by the rapid and considerable changes in expression of MHC 2b mRNA, it seems that a certain plasticity of muscle fiber type still remains in this developmental stage.     

乌头驴与三粉驴骨骼肌中miRNAs的表达鉴定与分析

试验旨在分析microRNAs （miRNAs）在德州驴骨骼肌中的表达情况,探讨小RNA （small RNA）在驴骨骼肌发育中的调控机制。采集德州驴2个品系（乌头驴和三粉驴）的背最长肌组织,构建乌头驴背最长肌（WB）和三粉驴背最长肌（SB）的small RNA测序文库并进行测序,运用生物信息学技术对WB和SB之间差异表达的miRNAs进行分析,预测和解析可能影响驴产肉性状的miRNAs,从中挑选了6个表达量较高的miRNAs,利用实时荧光定量PCR技术来验证测序结果的准确性。结果表明,在WB和SB文库中分别鉴定出保守miRNAs有982和1 149个,新miRNAs有106和143个。在WB与SB比较组中基于条件|log₂（fold_change）|≥2、P≤0.05获得17个差异表达的miRNAs,其中表达量上调的有5个,下调的有12个。通过GO注释,发现差异表达的miRNAs显著富集于调控细胞迁移分化、细胞分裂和骨骼肌细胞收缩等生物学过程（P<0.05）,并且挖掘到与驴骨骼肌发育相关的bta-miR-378d_L+1R-1_1ss22CA、bta-miR-378d_R-2,其靶向NPY1R、GPR152、BEST1、KCNH8、SPAG9等多个基因。KEGG富集结果表明,miRNAs富集于Wnt、MAPK、泛素蛋白水解系统等与骨骼肌发育相关的信号通路中,其中在Wnt信号通路中共涉及到17个差异表达miRNAs的207个靶基因,尤其以PC-5p-84483_31、hsa-miR-186-3p_R-3和cfa-miR-329b_1ss19CT的靶基因最多。实时荧光定量PCR结果与miRNAs测序结果一致,并发现除eca-miR-181b外,其他5个miRNAs在SB中的表达水平均高于WB。本研究首次对驴骨骼肌miRNAs进行转录组学分析,揭示了乌头驴和三粉驴miRNAs的表达差异,研究结果为阐明德州驴骨骼肌生长发育的分子调控机制提供参考。     

Tertiary myotubes in postnatal growing pig muscle detected by their myosin isoform composition.

The postnatal development of skeletal muscles was studied in growing pigs from 8 to 210 d of age. Indirect immunoperoxidase staining of frozen sections of porcine semimembranosus muscle and longissimus muscle revealed a distinct population of small fibers (tertiary myotubes) that were stained specifically by an antibody (anti-NE) selective for the developmental (embryonic and neonatal) isoforms of muscle myosin. At 8 d of age the other larger fibers were already anti-NE negative and differentiated into Types I and II. A gradual decrease in the number of anti-NE positive fibers together with a gradual increase in area of the remaining positive fibers was observed throughout the pigs' growth. These results may indicate that hyperplastic growth does not cease at birth. Possible mechanisms to explain the origin of these tertiary myotubes containing developmental isoforms of myosin are suggested.     

Muscle Development in Gilthead Sea Bream (Sparus aurata, L.) and Sea Bass (Dicentrarchus labrax, L.): Further Histochemical and Ultrastructural Aspects

The histochemical profiles - mATPase and NADH-TR reactions - of the red and white muscle fibres of gilthead sea bream and sea bass were determined from the first week after hatching. Modifications of the mATPase technique by combinations of pH/time/molarity were carried out in order to compare the sensitivity of the myosin ATPase of each muscle fibre type of the lateral muscle. Results showed that the staining of muscle fibres was independent of small modifications in the technique. The intermediate ‘pink’ muscle was histochemically defined towards the end of the larval life and is considered to be implicated in the growth of the myotome. A layer of external cells was observed, by electron microscopical examination, between the connective tissue of the skin and the superficial red muscle fibres of larvae and postlarvae. It is suggested that the external cells are unlikely to be a source of red muscle fibres and implicated on the growth of the myotome, but rather a part of the dermatome. The timing, areas and mechanisms of hyperplastic growth of the myotome were defined and discussed.     

藏鸡不同发育阶段腿部肌肉组织转录组及microRNA联合分析

旨在从转录组和miRNA角度探讨藏鸡肌肉发育的调控机制,了解藏鸡肌肉发育的特殊性。本研究对120和150日龄藏鸡的肌肉组织进行转录组和small RNA测序,筛选出两个日龄阶段差异表达的基因和miRNA,并利用qRT-PCR技术对测序结果进行验证。结果,共筛选出1 691个差异表达基因,其中上调基因330个,下调基因1 361个。差异表达miRNA共有22个,其中9个上调,13个下调。随机选择的5个基因和miRNAs的qPCR验证结果表明表达趋势与测序结果一致。GO富集分析显示,在富集前10的条目中,与免疫相关的条目占较大比例。KEGG分析结果显示,在19个显著富集通路中,与免疫相关的通路占较大比例,且83个miRNA的靶基因出现在显著富集通路上。转录组和small RNA测序数据联合分析表明,343个miRNA-mRNA对为负相关调控模式。本研究从多组学层面为进一步理解藏鸡的肌肉发育提供了理论基础。     

mRNA和miRNA调控动物肌肉生长发育及其在绵羊中的研究进展

mRNA和miRNA对动物肌肉生长发育具有重要的调控作用。肌肉的生长发育是动物生命过程中的重要阶段,直接影响动物的肉用性能。近年来,越来越多的mRNA和miRNA被鉴定和验证,它们参与动物肌肉的形成、肌肉细胞增殖分化等过程并在其中发挥重要的调控作用。本文综述了动物肌肉形成机制、mRNA和miRNA在动物肌肉生长发育过程中所发挥的作用及其在绵羊中的研究进展,旨在为今后肉用绵羊培育提供参考。