长非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)在表观遗传、转录及转录后调控等多种层面上调控基因的表达。近年研究表明,lncRNA能够调节骨骼肌细胞的增殖与分化,提示lncRNA对骨骼肌的发育具有调控作用。Rian作为一个母源表达的lncRNA基因,编码多个miRNAs和snoRNAs。课题前期工作发现,该基因的三个转录本Meg8、Irm 和AB063319 在多种胚胎组织中持续表达,其中Irm在骨骼肌中的表达尤其显著,提示其在胚胎骨骼肌发育中具有特殊作用。本研究将在小鼠成肌细胞及胚胎中改变和敲除Irm的表达,在细胞与个体模型中进行表达谱高通量检测,全基因组甲基化分析,并通过形态学观察和分子生物学手段解析和揭示Irm在骨骼肌发育中的作用及与Dlk1-Dio3 domain基因表达的相互关系,为阐明lncRNA对骨骼肌发育的调控作用及ncRNA的功能解析提供理论依据。
Long non-coding RNA;Rian/Irm;skeletal muscle development;cell differentiation;mouse
长非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)在表观遗传、转录及转录后调控等多种层面上调控基因的表达。近年研究表明,lncRNA能够调节骨骼肌细胞的增殖与分化,提示lncRNA对骨骼肌的发育具有调控作用。Rian作为一个母源表达的lncRNA基因,编码多个miRNAs和snoRNAs。课题前期工作发现,该基因的三个转录本Meg8、Irm 和AB063319 在多种胚胎组织中持续表达,其中Irm在骨骼肌中的表达尤其显著,提示其在胚胎骨骼肌发育中具有特殊作用。本研究结果显示在整个胚胎发育阶段,Rian在胚胎E8.5~E19.5时期呈现持续表达状态,并且从E8.5到E18.5呈现逐渐升高的趋势,但是在E19.5其表达量下降到E18.5的25%左右,提示Rian功能可能主要呈现在胚胎发育过程;定量RT-PCR分析Rian的三个转录本在小鼠E13.5、15.5、17.5、19.5胚胎舌、心脏和四肢肌肉中的表达情况,观察到在骨骼肌和舌中随发育的进行Irm的表达水平逐渐提高,提示其在胚胎横纹肌组织的发育中具有一定的调控作用;Rian的三个转录本在C2C12细胞分化过程中的表达呈现不同,Irm 和AB063319呈现升高的趋势,而Meg8不表达;为了在小鼠成肌细胞系中改变Irm的表达,设计了Irm的过表达载体和干扰shRNA,转染C2C12细胞系,将通过形态学观察、芯片检测及分子生物学手段来解析和揭示Irm在骨骼肌发育中的作用,其结果将为阐明lncRNA对骨骼肌分化、发育的调控作用及ncRNA的功能解析提供理论依据。