深度解读《CircFUT10在调控成肌细胞增殖和分化中的作用》

CircFUT10通过竞争性结合miR-133a调控成肌细胞增殖和分化

CircFUT10 reduces proliferation and facilitates differentiation of myoblasts by sponging miR-133a

发表期刊：Journal of Cellular Physiology

影响因子：4.08

发表单位：西北农林科技大学

关 键 词：牛，肌肉，circRNA，分化

研究背景

circRNA的研究非常热门，在人，猴，猪和小鼠的各种组织和细胞中已鉴定出许多种circRNA。然而，有关牛肌肉发育中的circRNAs的了解非常有限，而肌肉组织中成肌细胞增殖分化是影响肉牛生长发育和产肉率的重要因素之一，研究发育其机制有利于解决中国黄牛品种生长慢、产肉率低等问题。

材料与方法

本研究利用高通量测序技术对牛肌肉组织中的circRNA进行了分析。利用qPCR和western blot验证参与成肌细胞分化和增殖的基因的表达情况，利用流式细胞技术确定细胞周期分布和细胞凋亡情况，利用EdU掺入和CCK-8试验测定细胞增殖情况。

取材：两个发育状态（受精90天胚胎样本、出生后24个月成年样本）的秦川牛各3只，取肌肉组织样本。另外，收集胚胎和成年阶段皮下脂肪，心脏，肝脏，脾脏，肺脏，肾脏和小肠组织作为对照组，并在液氮中快速冷冻备用。

研究发现

为了鉴定与肌肉发育相关的circRNA，从测序数据中随机选择9个差异表达的circRNA进行qPCR 验证（见图1B），结果表明circFUT10在胚胎和成人骨骼肌组织中高度（但差异）表达，胚胎期比对照组高7.43倍。研究还发现circFUT10主要在肌肉中表达，在其他组织中表达较低（见图1D）。因此，将circFUT10作为候选circRNA，进一步探索其在肌肉发育中的作用。

图1 qPCR验证circFUT10的表达

pcDNA-circFUT10转染到牛原代成肌细胞中，发现circFUT10过表达诱导circFUT10 RNA表达超过30倍（见图2A），利用RNAhybrid和TargetScan预测到circFUT10上存在3个miR-133a潜在的结合位点（见图2B），并且circFUT10的过表达显著降低了miR-133a的水平,表明circFUT10通过竞争性结合miR-133a减轻其对靶基因的抑制作用（见图2D,2E）。

图2  circFUT10是一种吸附miRNA的"海绵"

通过比较不同培养时间段牛原代成肌细胞中circFUT10的表达水平，发现随着circFUT10表达增加， MyoD，MyoG和MyhC在mRNA和蛋白水平的表达也随之增加（见图3B,3C）， 并且circFUT10的过表达会显著促进MyhC表达并诱导肌管形成。这些结果表明circFUT10可促进成肌细胞分化。

图3 circFUT10促进牛原代成肌细胞的分化

细胞周期分析显示，circFUT10增加了细胞周期中G0/G1期的成肌细胞数量，并降低了S期和G2期细胞的比例（见图4B）。

图4 circFUT10对细胞周期的影响

FITC-AnnexinV / PI和Hoechst33342 / PI染色分析显示circFUT10可以促进成肌细胞凋亡并消除由miR-133a过表达诱导的抗凋亡作用（见图5A）。Bcl-2是一种抗凋亡蛋白，通过研究牛成肌细胞中Bcl-2的表达，发现circFUT10可抑制Bcl-2的表达，同时增加Bax（促凋亡蛋白）的表达；此外，研究还发现circFUT10可导致Caspase-9和Caspase-3表达增加（见图5D）。这些结果表明，circFUT10通过结合miR-133a促进成肌细胞凋亡。

图5 circFUT10对细胞凋亡的影响

参考文献

Li H, et al. (2017) CircFUT10 reduces proliferation and facilitates differentiation of myoblasts by sponging miR-133a. J Cell Physiol. doi: 10.1002/jcp.26230.

本文通讯作者简介

上述研究中的circRNA测序及数据挖掘由联川生物提供技术支持

回复“CircFUT10+您的邮箱”即可获取原文

如需讨论，请留言给小编~

联川技术专家会给您专业的circRNA研究建议~

近期circRNA研究推荐

circRNA科普知识推荐

图片来源于网络  侵删

    黄媛  编辑