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lnc-mg是一种长链非编码RNA,可促进肌生成


    

原文标题:Lnc-mg is a long non-coding RNA that promotes myogenesis

期刊:Nature Communications

影响因子:11.878

发表时间:2017年3月10日

选用服务:骨骼肌特异性lnc-mg TG小鼠模型

 

研究背景:

 

骨骼肌减少症(Sarcopenia)是一种增龄性肌肉退行性疾病,表现为骨骼肌萎缩、肌力和机体运动功能下降。提高骨骼肌再生能力是对抗骨骼肌减少的主要策略。

 

暨南大学的王晓刚课题组发表的题为Lnc-mg is a long non-coding RNA that promotes myogenesis的研究。以骨骼肌再生为切入点,率先筛选了在骨骼肌干细胞分化过程中差异表达的长链非编码RNA分子(lncRNA),并发现了可促进骨骼肌干细胞分化和骨骼肌再生的lncRNA分子,命名为lnc-mg。

 

 

研究思路:

 

Step 1 lncRNA筛选

 

研究人员通过芯片筛选、不同的肌肉组织的表达鉴定以及mRNA的功能富集实验后,研究人员找到了与肌细胞生成相关的lncRNA,命名为lnc-mg。

 

lncRNA以及验证

图1.芯片筛选肌生成相关的lncRNA以及验证

 

Step 2 lnc-mg功能分析

 

敲减和过表达

 

对lnc-mg进行敲减和过表达。结果显示,敲减后,MuSCs的分化受到抑制,其分子标志MyHC表达降低,肌小管数量减少;过表达后,MuSCs分化加强,肌小管数目增加。

 

lnc-mg的敲减

图2.lnc-mg的敲减和过表达

 

体内实验

 

研究人员构建了lnc-mg敲除小鼠模型和转基因TG模型,分别检测腓肠肌(GAS),比目鱼肌(SOL),伸缩肌(EDL)和胫骨前肌的形状变化,检测发现lnc-mg敲除小鼠的肌肉重量变轻,体积变小,而TG小鼠的肌肉组织变重变大;此外,两种肌肉的僵直机能和运动能力也完全相反。这些体外和体内实验验证了lnc-mg是影响肌生成的重要lncRNA。

 

lnc-mgskl - /-小鼠

图3.lnc-mgskl - /-小鼠的形态学和功能变化

 

lnc-mg转基因小鼠

图4.lnc-mg转基因小鼠导致肌肉肥大

 

Step 3 lnc-mg机制研究

 

通过miRNA芯片筛选,从ceRNA角度进行验证。

 

通过芯片检测了过表达和敲降细胞的miRNA表达变化,发现miR-125b在过表达细胞中下调,在敲降细胞中上调。结合生物信息学结果分析得出:miR-125b是lnc-mg实现ceRNA机制的潜在靶点。此外,荧光素酶检测也证实了lnc-mg能结合miR-125b并影响其表达。

 

目前已有研究显示,miR-125b通过调控靶基因Igf2影响成肌细胞分化。因此,研究人员检测了过表达和敲减lnc-mg细胞中Igf2的表达,western blotting和ELISA结果表明Igf2蛋白表达分别增大和减少。进一步的荧光素酶和小鼠转基因模型实验也都清晰地表明,lnc-mg是通过竞争性地结合miR-125b影响Igf2的表达,从而影响肌细胞生成。因此,lnc-mg是通过典型的ceRNA机制影响肌生成。

 

结论:

 

该研究发现了可促进骨骼肌干细胞分化和骨骼肌再生的lncRNA分子,命名为lnc-mg。该分子的发现及机制研究有望为骨骼肌减少症提供新的治疗药物靶点。

 

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