【用户文章】lncRNA表达谱揭示MDNCR通过miR-133a促进成肌细胞分化

circRNA是目前十分热门的研究方向，有研究表明circRNA呈发育调控、组织/细胞特异表达，其参与了各种复杂的调控过程，但关于circRNA在牛成肌细胞的分化过程中的作用还未见报道。随着高通量测序技术的发展和进步，大量的circRNA在不同物种中被鉴定。

联川客户西北农林科技大学的研究者们通过一次测序实验，后续从不同角度对测序数据进行挖掘，发表了4篇高质量的ceRNA文章。研究方向包括成肌细胞增殖、分化和存活的调控等，文章围绕ceRNA的几类核心分子——circRNA，miRNA，lncRNA进行了深入的分析。该课题的研究方法及撰文思路十分新颖，可为广大科研工作者提供一些新思考。

小编非常荣幸地邀请到了本文的第一作者——西北农林科技大学蒋瑞博士，亲述他的ceRNA研究之旅，分享他的实验感悟。

文章信息

Long Non-coding RNA Profiling Reveals an Abundant MDNCR that Promotes Differentiation of Myoblasts by Sponging miR-133a

发表单位：西北农林科技大学

发表期刊：Molecular Therapy

影响因子：7.008

发表年份：2018

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研究背景

骨骼肌生成和肌再是肌肉组织形成和维持的关键，根据发育时间的先后，骨骼肌的发育主要包括胎儿期的肌纤维生成和出生后的肌纤维生长及成熟。研究表明长链非编码RNA参与骨骼肌发生过程中基因表达的调节。最初被认为是基因组中“垃圾DNA”区域的转录物，lncRNAs正在成为影响各个生命领域的关键调控因子，如发育、分化和疾病的生物过程。

秦川牛作为中国五大地方优良黄牛品种之一，其骨骼肌纤维直径小，肉质鲜美，但其肌肉发育的分子机制尚不清楚，尤其是lncRNA在秦川牛肌肉发育中的作用还在起步阶段。因此，本研究采用去除核糖体RNA的转录组测序法，以胎儿期90天和24月龄成年期秦川牛背最长肌为研究对象。鉴定牛肌肉组织中产生的 lncRNAs，分析其基因组特征，并筛选差异表达的 lncRNAs。最后从差异表达的lncRNAs中筛选到一个肌肉组织特异性表达的lncRNA MDNCR，并初步探讨了它对牛成肌细胞增殖、分化的影响。

实验概述

为了获得更全类型的lncRNAs，我们利用去核糖体RNA-Seq方法进行高通量测序，共鉴定到13,580 个候选lncRNAs，其中有4,343 和 76个候选 lncRNAs分别在胎儿期和成年期特异性表达，有9,161个lncRNAs在两个时期均有表达（见图1）。

图1 牛骨骼肌中lncRNA的鉴定

随后我们随机选择差异表达候选lncRNAs，定量结果与测序数据一致。结果发现TCONS_00238678是所有表达下调的lncRNAs中表达最高的一个（见图2），在线软件预测其拥有32个miR-133a的结合位点，文献报道显示miR-133a促进骨骼肌细胞增殖、抑制分化。因此选取TCONS_00238678作为下一步的研究对象。

图2  候选lncRNA的表达分析

序列分析发现TCONS_00238678来源于29号染色体，包含了5个外显子和4个内含子。TCONS_00238678重新命名为MDNCR (muscle differentiation-associated long non-coding RNA)。目前lncRNA转录后调控作用的研究大多集中于其作为ceRNA的角色，即lncRNA通过竞争性吸附miRNA，从而释放miRNA对其靶基因的抑制作用，进而发挥其生物学功能。那么MDNCR的生物学功能究竟是怎样的呢？

图3   MDNCR促进牛成肌细胞分化

细胞免疫荧光、qPCR和Western blot结果表明，MDNCR显著促进MyoD、MyoG、MyhC在mRNA和蛋白水平的表达，并促进肌管形成（见图3）。CCK-8，EdU，qPCR、Western blot和流式细胞仪术等方法检测肌细胞增殖发现，lncRNA MDNCR抑制成肌细胞增殖（见图4）。

图4 MDNCR对细胞增殖的影响

心得感悟

科研是一项极为严谨的活动，需要科学合理的方法。掌握了正确的学习方法，才可以达到事半功倍的效果。

致联川生物

在我的认识里联川生物是一家以组学和非编码RNA技术知名的生物科技公司，在基因科技领域，联川可以提供从基因组学、转录组学、表观组学、蛋白质组学到代谢组学的跨组学整合分析服务，为我们的实验研究提供了很大的便利。第一次做与高通量测序相关的实验，我有很多不懂的地方，是联川生物科技公司一直在细心地讲解，并且可以根据我们的实验要求制定详细的计划。特别感谢联川生物对我们实验的帮助，这些年来，联川发展越来越好，事业可谓蒸蒸日上，期待与联川的下一次合作。

参考文献

Hui Li，et al. (2018) Long Non-coding RNA Profiling Reveals an Abundant MDNCR that Promotes Differentiation of Myoblasts by Sponging miR-133a[J]. Molecular Therapy Nucleic Acids, 2018, 12:610-625.

本文通讯作者简介

遗传学博士、博士后，教授（二级），现为西北农林科技大学动物遗传育种与繁殖学科、遗传学学科博士生导师、学术带头人、动物科学系主任。国务院政府特殊津贴获得者、全国优秀农业科教工作者、陕西省高等学校教学名师、陕西省师德标兵、西北农林科技大学拔尖人才支持计划入选者、西北农林科技大学“教学名师支持计划”入选者。