非编码RNA与骨骼肌发育研究进展

骨骼肌作为脊椎动物机体的重要组织,其胚胎期发育起始于生皮肌节的肌源性祖细胞增殖、分化成的成肌细胞,进一步发育形成肌管,最终形成肌纤维。整个发育过程受到复杂严密的调控,任何调控异常都可能影响骨骼肌正常的发育过程。近年来研究表明,除了生肌调控因子、肌细胞增强因子、配对盒因子外,非编码RNA包括微小RNA（microRNA,miRNA）、长链非编码RNA（long noncoding RNA,lncRNA）和环形RNA（circular RNA,circRNA）都可作为重要的调节因子广泛参与调控骨骼肌发育过程。其中miRNA主要作用于靶mRNA,通过诱发靶mRNA的去稳定性和/或抑制翻译,在转录后水平调控相关基因表达;lncRNA长度较长,具有高级结构,可以在转录前和转录后水平,通过多种作用方式调控相关基因表达;circRNA主要作为miRNA "海绵",竞争性结合miRNA,进而参与骨骼肌发育调控网络。作者将从骨骼肌发育、miRNA作用机制、miRNA与骨骼肌发育、lncRNA作用机制、lncRNA与骨骼肌发育、circRNA作用机制、circRNA与骨骼肌发育7个方面进行综述,以期为研究非编码RNA调控骨骼肌发育提供参考。     

非编码RNA对猪骨骼肌发育的影响

骨骼肌发育与猪肉产量和品质密切相关,且受到各种因素的影响。近年来,非编码RNA （non-coding RNA,ncRNA）对骨骼肌发育的影响已成为新的研究热点之一。ncRNA主要包括微小RNA （microRNA,miRNA）、长链非编码RNA （long non-coding RNA,lncRNA）和环状RNA （circular RNA,circRNA）,是一类不具有编码蛋白功能的RNA,最初被认为只是在转录或转录后水平调控基因的表达,但随着研究的深入,越来越多的ncRNA被证实参与骨骼肌细胞增殖、分化与凋亡等生物过程,其中miRNA可通过与靶基因互补序列结合发挥功能;lncRNA与circRNA主要作为分子海绵竞争性结合miRNA,解除其对靶基因的抑制作用。作者主要从ncRNA介绍及miRNA、lncRNA和circRNA对猪骨骼肌发育的影响等进行综述,并就ncRNA对猪骨骼肌生长发育的研究进行了展望。     

绒山羊毛囊发育中非编码RNA的研究进展

非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)是指从基因组上转录而来,不编码蛋白质,但在RNA水平上能行使一定生物学功能的RNA。非编码RNA的种类较多,种类的不同造成功能的差异。毛囊是绒山羊皮肤特殊的附属物,位于皮肤的真皮层,发生于绒山羊胚胎期。由于真皮细胞和上皮细胞间的信号分子传递,使其发育呈周期性变化,历经生长期、退行期和休止期。近年来,有关ncRNA在绒山羊毛囊发育中作用报道较多。文章就其中的微小RNA(miRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)及环状RNA(circRNA)的生物发生及其在绒山羊毛囊发育中的作用机制进行了归纳、总结。miRNA是真核生物中存在的一种长18～25 nt的ncRNA分子,可通过与靶信使核糖核酸mRNA特异结合,抑制转录后基因表达。在绒山羊毛囊发育中,miRNA通过抑制相关基因及相关信号通路中关键分子的表达而调控毛囊的发育周期以及毛囊的再生能力。lncRNA是长度超过200 nt的ncRNA,经过剪接,具有polyA尾巴与启动子结构,在绒山羊毛囊发育中能促进毛囊细胞增殖与分化,通过调控基因的靶向表达与多种信号通路互作调节毛囊发育及绒毛生...     

circRNA对动物骨骼肌发育调控的研究进展

circRNA是一类反向剪接后,由3’末端和5’末端共价结合形成的环状非编码RNA,其广泛存在于多种生物细胞中,具有结构稳定、序列保守及细胞或组织特异性表达等特征。在真核生物中,编码蛋白质的RNA只占基因组的20%以下,其余为非编码RNA。ncRNA调控着生理发育过程中各种水平的基因表达,具有重要的生物学功能。本文综述了circRNA的来源和作用机制,circRNAs对动物骨骼肌细胞增殖分化的最新研究进展。     

基因间长链非编码RNA在骨骼肌发育中的研究进展

骨骼肌是肉用动物机体最重要的组成部分,维持机体运动并为人类提供生活必需的肉产品,骨骼肌生长发育过程中调控机制的不同会引起肌肉产量和肉品质的差异。基因间长链非编码RNA (long intergenic noncoding RNA,lincRNA)是一类位于基因间区,具有较低蛋白编码潜能的长度大于200 nt的RNA。lincRNA的表达具有时空特异性和组织特异性,在表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等多个方面发挥生物学功能。近年来,高通量RNA-seq技术的迅猛发展已经鉴定出了许多与骨骼肌发育相关的lincRNAs,人和小鼠等模式生物研究表明,lincRNA参与调控骨骼肌生长发育、肌细胞的生长增殖、迁移、分化和凋亡等各个环节。本文综述了lincRNA的进化保守性、与mRNAs相比lincRNA的特征、lincRNA在骨骼肌发育中的调控机制及其在畜禽中的研究进展。     

肌肉发生相关长链非编码RNA研究进展

肌肉参与机体的运动、协调和体温调节等一系列生命活动,同时畜禽肌肉是人类重要的蛋白质来源。肌肉发生过程中的不同调控机制可引起肌肉发育的阶段性差异,而整个肌肉发育主要以两个时期（胚胎期和出生后）的发育状态体现。长链非编码RNA（lncRNA）是一类不具有蛋白编码能力且长度>200 nt的RNA分子。近年来,随着基因组学和分子生物学技术的高速发展,发现lncRNA广泛参与到肌肉发育的各个阶段,以多种作用机制调控肌肉的发育过程。作者介绍了肌肉的发育过程,综述了目前发现的与肌肉发育相关的lncRNAs及其作用机制,并阐述其在肌肉发育的不同阶段发挥的重要作用,为进一步研究肌肉发育相关lncRNAs提供了参考。     

非编码RNA调节羊绒细度候选基因的研究进展

羊绒细度是评价羊绒品质和衡量羊绒价格的关键数量性状,近年来,随着羊绒细度功能标记基因的深入研究,通过高通量数据解析及全基因组关联分析,逐步筛选出羊绒细度性状的候选基因,但是羊绒细度关键调控基因、表达量及分子调节机制尚未明了。基因表达受多种调节因子调控,其中非编码RNA的调节作用比较活跃,主要包括microRNA、lncRNA和circRNA等。经高通量测序和生物信息分析发现,非编码RNA在绒山羊品种间和品种内的不同羊绒细度个体皮肤、次级毛囊及次级毛囊周期性生长发育中差异表达并调节羊绒细度相关靶基因,但多种非编码RNA共同调节同一靶基因的信号通路甚少。目前通过对羊绒细度差异基因进行SNP标记辅助选择、转录组筛选、高通量解析非编码RNA调节及全基因组关联分析等相关研究发现,两两通路聚焦相同的羊绒细度靶基因较多,两条通路以上共同聚焦到某个或某几个羊绒细度的关键靶基因较少。作者主要讨论了羊绒细度候选基因及转录水平上microRNA、lncRNA和circRNA对羊绒细度相关靶基因分子调控机制的研究进展。     

肌肉生长抑制素对骨骼肌作用研究进展

肌肉生长抑制素(MSTN)是转化生长因子β超家族的成员之一,又称生长分化因子8。MSTN主要在骨骼肌中广泛表达,并可在心肌、脂肪、乳腺等多个组织中表达,其作用主要体现在抑制骨骼肌生长发育、诱发肌萎缩等方面。MSTN可以通过多种途径协同作用于骨骼肌,即通过激活TGF-β、p38MAPK、ERK1/2、JNK等信号途径以及抑制IGF-AKT、Wnt信号途径来抑制肌细胞增殖分化;通过调控AKT途径、泛素-蛋白水解酶系统、自噬溶酶体系统来影响骨骼肌蛋白的合成与分解;MSTN还参与了与骨骼肌生成相关的脂肪代谢及骨形成等生理活动。论文重点阐述MSTN在肌细胞增殖分化、肌蛋白合成与分解、脂肪代谢、骨骼发育等方面的作用机制,并对其应用前景进行展望,为相关科学研究提供参考。     

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。     

骨骼肌生长发育过程及调控研究现状

骨骼肌是哺乳动物最大的组织,其功能或再生特性的丧失会导致生长发育不良及肌肉骨骼疾病。骨骼肌有600多块单独的肌肉,起支撑和运动的作用。骨骼肌可以被机体自主控制,这也是其不同于平滑肌和心肌的一个特点。农业动物的骨骼肌是肉产品的主要来源,为人类提供优质的动物蛋白和营养物质。影响生长发育的因素众多,肌肉的生长和发育决定着肉的产量和品质,是农业动物生产中极其重要的经济性状。骨骼肌的生长、发育调控涉及众多基因及其相关通路的激活或沉默,是一个极其复杂的多层次调控网络。作者综述了骨骼肌的结构、组成和生长发育过程,介绍了包括生长因子和细胞因子等在内的多种调节因子对肌肉发育的调控作用,并结合现有研究结果预测到未来发展方向将是重要候选基因的体外和体内试验验证,最终转化到实际生产应用中,为骨骼肌生长发育的分子调控机制研究和肌肉遗传疾病的治疗提供理论基础和参考依据。     

骨骼肌卫星细胞的研究进展

目前已证实骨骼肌是具有多向分化潜能的成体干细胞的一个储存库。研究者认为骨骼肌中至少有两种干细胞:肌肉卫星细胞(muscle satellite cells)和肌源干细胞(muscle-derived stem cells),由于骨骼肌卫星细胞占了绝大部分,因此肌肉干细胞主要指骨骼肌卫星细胞。作者主要对肌肉卫星细胞的分离、培养、纯化、鉴定及影响其增殖与分化的机制做了简要概述。     

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。     

整联蛋白及其信号转导途径对骨骼肌生长发育的调控

整联蛋白广泛存在于真核细胞的细胞膜表面,是一类α、β异源二聚体膜受体蛋白,可使细胞黏附于胞外基质并介导来自基质的机械信号和化学信号,并通过细胞膜的双向信号转导作用来调节细胞分化、迁移、免疫、黏附等生物学功能.本文总结了整联蛋白信号途径的功能特点和活化特点,重点阐述了整联蛋白及其介导的信号转导途径对骨骼肌生长发育的调控.     

长链非编码RNA在肌肉发育中的作用研究进展

长链非编码RNA(long noncoding RNA, lncRNA)是一类长度大于200个核苷酸且不具有蛋白编码功能的RNA转录本,研究表明它参与了基因组印记、转录激活与干扰、转录后调控、染色体剂量补偿效应、发育调控等众多生物过程。作者就lncRNA的发现和分类、生物学功能及与肌肉发育相关lncRNA等研究进展进行了综述。     

绵羊骨骼肌生长发育调控基因研究进展

骨骼肌发育是一个复杂的过程,其中包括肌细胞的形成与增殖、肌管和肌纤维的形成及最后的成熟过程。骨骼肌生长发育直接影响到绵羊的生产性能。随着测序技术的发展,更多人尝试从基因层面来阐述骨骼肌发育过程中系统的调控网络,挖掘与肉品质、产肉性能等重要功能性状相关的分子标记。肌细胞增强因子2(MEF2)是控制肌肉基因表达的保守且功能显著的转录因子,在调节肌肉生成、神经发育与分化等方面起作用。成肌细胞决定因子(myogenic differentiation,MyoD)基因家族调控肌细胞分化和骨骼肌系统的发育成熟。为了更深入地认识与绵羊骨骼肌生长发育相关的调控基因的功能,作者从骨骼肌的结构特点入手,重点介绍MEF2与MyoD基因家族的结构与功能,以及非编码RNA对骨骼肌中基因表达的调控作用。     

The Expression of Long Noncoding RNA (H19) in Mouse Skeletal Muscle Development

This experiment was intend to study the changes of long non-coding RNA (H19) expression levels in skeletal muscle development and regeneration,and lay the foundation of its mechanism reach in skeletal muscle development.C2C12 cell line and ICR mice were used as experimental material,bioinformatics assay was used to exploit its non-coding character and low conservatism in different species,and the expressions of H19 in C2C12 cell differentiation,skeletal muscle development and the phase of muscle regeneration were detected by quantitative Real-time PCR (qRT-PCR).The results showed that,H19 expression levels in postnatal mouse skeletal muscle decreased with increasing age;during C2C12 cell differentiation,H19 mRNA increased gradually,and then maintained a high level;The expression of H19 was maintained at a high level through days 4 to 6 after injury.In consideration of its express character in C2C12 cell differentiation and skeletal muscle damage repair model,H19 may play an important role in promoting myogenesis and skeletal muscle regeneration.     

长链非编码RNA(H19)在小鼠骨骼肌生长发育过程中的表达

本试验旨在研究长链非编码RNA(H19)在骨骼肌发育和损伤修复过程中表达量的变化,为研究H19在小鼠骨骼肌发育中的作用机制奠定基础。以C2C12细胞系和ICR小鼠为试验素材,通过生物信息学方法分析H19的非编码特性和在物种间的低保守性,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法检测H19在C2C12细胞分化,ICR小鼠骨骼肌发育不同时期和成体小鼠骨骼肌损伤修复过程中表达量的动态变化。结果表明,H19在小鼠骨骼肌中的表达量随出生后日龄的增长逐渐下降;在诱导C2C12细胞分化过程中,H19的表达量先是逐渐升高,进而在较高水平维持不变;在肌肉损伤模型中修复的第4~6天,H19的表达量维持在较高水平。鉴于上述H19在C2C12细胞分化和肌损伤修复过程中的表达特点,推断H19可能具有促进肌纤维形成和成体骨骼肌损伤后修复的功能。     

CRISPR/Cas9技术在动物非编码RNA功能研究中的应用

CRISPR/Cas9系统是一种广泛存在于细菌和古菌中的免疫机制。近年来,已发展为一种快捷高效的基因编辑工具,用于研究编码或非编码RNA的功能。非编码RNA是一类不编码蛋白质的RNA,其可通过多种调控途径在动物的生长发育、疾病免疫等生理或病理过程中发挥重要的生物学功能。CRISPR/Cas9技术可以靶向核酸序列稳定敲除基因,得到敲除小鼠或细胞系,虽然其在非编码RNA功能研究中的使用干扰了邻近基因或宿主基因表达,但该技术的出现为非编码RNA功能机制的探索提供了不同的途径。本文通过简要概述CRISPR/Cas系统的发展和作用原理,并重点介绍CRISPR/Cas9技术在动物miRNA、lncRNA及circRNA功能研究中的应用,以期为相关研究提供参考。     

表观遗传修饰在骨骼肌细胞增殖分化过程中的研究进展

骨骼肌是肌肉的主要构成部分,骨骼肌细胞发生增殖和分化的过程都是肌肉发育的基础,直接影响着家养动物的产肉性能。研究发现表观遗传修饰作用对骨骼肌细胞增殖分化具有重要的调控作用,表明该遗传修饰作用对家养动物肌肉发育具有重大的意义。作者从DNA甲基化对骨骼肌细胞增殖分化影响、组蛋白乙酰化所含因子调控基因选择表达作用、非编码RNA调控和染色体重塑作用所起的影响等方面分别介绍了表观遗传在骨骼肌细胞增殖分化过程中的研究进展,简述了不同修饰方式和不同作用因子对骨骼肌增殖和分化两个过程的影响。同时也回顾了前人在研究骨骼肌增殖分化过程所用到的方法和手段,进而分析了表观调控作用因子在骨骼肌生长过程中所起到的作用。旨在进一步阐述表观遗传修饰在骨骼肌增殖和分化过程中所起到的重要作用,增强对骨骼肌增殖分化调控过程的了解,为和动物生产实际相结合提供参考途径,同时也为骨骼肌生长发育等分子调控提供更多参考素材。     

Research Progress of Epigenetics Modification in the Process of Skeletal Muscle Cell Proliferation and Differentiation

Skeletal muscle is the most abundant tissue and the main component of muscle in animals.The process of skeletal muscle cell's proliferation and differentiation is the basis of muscle development and it's directly affects the meat production performance of domestic animals.It has been found that epigenetic modification plays an important role in regulating the proliferation and differentiation of skeletal muscle cells.In this study,the effects of epigenetics on skeletal muscle in terms of the effects of DNA methylation on the proliferation and differentiation of skeletal muscle cells,the selection and expression of factors regulated by histone acetylation,the regulation of non-coding RNA,and the effects of chromosome remodeling.Research progress in the process of muscle cell proliferation and differentiation,briefly describes the effects of different modification methods and factors on the two processes of skeletal muscle proliferation and differentiation.At the same time,the methods and means used by predecessor in the study of skeletal muscle proliferation and differentiation were reviewed,and then the role of apparent regulatory factors in skeletal muscle growth was analyzed.The purpose was to further explain the important role of epigenetic modification in the proliferation and differentiation of skeletal muscle,enhanced the understanding of the regulation of skeletal muscle proliferation and differentiation,provided a reference path for integration with animal production,and also provided skeletal muscle.Molecular regulation of such as growth and development provided more reference materials.