MicroRNAs在动物皮肤和毛发发育中的调控作用

MicroRNAs(miRNAs)是近年来发现的一类由19～25个核苷酸组成的非编码单链小RNA分子,它们通过与靶基因mRNA的3′非编码区相互配对结合,在转录后水平负调控靶基因的表达.miRNA参与了包括细胞增殖、分化和凋亡及免疫系统应答在内的一系列发育调控和生物学过程.最近几年研究发现,miRNA在多种哺乳动物皮肤中均表达,并参与了哺乳动物皮肤及毛发发育的调控过程.本文综述了近几年来miRNA在各种动物皮肤及毛发发育中的表达谱以及miRNA在皮肤形态发生中的重要作用.     

哺乳动物早期发育相关microRNAs的研究进展

本文简要总结了近年来哺乳动物早期发育相关microRNA(miRNA)的研究进展。miRNA是真核生物中一类长度约为18～25 nt的内源性非编码单链小RNA分子,其调控基因表达是近年来在动植物体内发现的一种新的生物学调节机制。通过荧光定量PCR检测、miRNA的过表达、抑制或基因敲除实验以及生物信息学分析等发现,miRNA在哺乳动物植入前胚胎前的发育过程中有重要作用,参与胚胎细胞的增殖、分化、基因印记以及重编程甲基化等,与动物生殖或发育异常相关,是表观遗传学的研究热点之一。     

组蛋白H3K27me3对骨骼肌发育调控研究进展

组蛋白甲基化是发生在核小体核心组蛋白各亚基N-端肽链的一种修饰方式。在组成核小体的4种亚基中,H3亚基N-端肽链第4、9、27、36和79等位点的赖氨酸为甲基化热点,甲基化类型包括一、二、三甲基化(mono-, di-, tri-methylation)。H3K27me3是发生在组蛋白H3亚基第27位赖氨酸的三甲基化,主要发挥转录抑制的作用,参与骨骼肌的发育调控。研究表明,H3K27me3能够与骨骼肌增殖和分化的关键转录因子(如MyoD和MyoG等)及细胞周期蛋白特异性结合,并与其他表观遗传调控因子lncRNA及miRNA等互作,对骨骼肌的增殖和分化时间以及程度进行精细调控。本文系统介绍了组蛋白甲基化的类型以及H3K27甲基化和去甲基化的生物学过程,总结了目前已报道的H3K27me3在骨骼肌成肌细胞增殖和分化过程中发挥的作用,以期辅助科研工作者了解H3K27me3在骨骼肌发育过程中的作用,以及为进一步提高哺乳动物肌肉品质提供参考。     

microRNA:心血管发育及疾病中的重要调控因子

心脏是哺乳动物在胚胎发育时期最早形成的器官,心血管系统的正常发育及功能维持受到精确的调控。近年来,心血管疾病已成为危害人类生命的首要杀手之一,因此,对心血管的发育及疾病发生的机制研究一直是生命科学研究的热点问题。microRNA(miRNA)是一类长约18～25nt的单链非编码小RNA,主要通过结合于靶基因的3'非翻译区抑制靶基因的翻译或导致mRNA降解,从而抑制靶基因的表达。miRNA在许多生物学过程中发挥重要的调控作用,如细胞增殖、分化、凋亡、癌症发生等。最近研究表明,miRNA也参与调控心血管系统的发育和疾病发生过程。在此,该文对miRNA在心血管系统发育和疾病中的作用做一综述。     

microRNAs调控骨骼肌分化的分子机制

microRNA（miRNA）是一大类广泛存在于真核细胞当中的长度约22nt的内源性单链非编码RNA,通过与靶基因mRNA的3’非翻译区（3’untranslated region,3’UTR）结合在转录后水平调控靶基因的表达。miRNA作为调控基因表达的重要分子在骨骼肌分化调控中的作用越来越受到关注,阐明miRNA在骨骼肌增殖与分化中的作用机制具有重要的理论意义,同时也可为骨骼肌相关疾病的治疗提供新的思路。文章总结了miRNA,尤其是miR-1、miR-133和miR-206等肌肉特异性miRNA,在调控骨骼肌分化过程中作用机制的研究进展,以便于进一步工作的开展。     

哺乳动物的miRNA研究

微小RNA(microRNA,miRNA)是新近发现的一类重要非编码调控RNA,以转录或转录后水平调节方式参与哺乳动物发育(细胞生长、分化、凋亡)、免疫调节及疾病发生等过程。就miRNA的形成及作用机制,哺乳动物中miRNA发现策略、靶位点的识别,miRNA功能研究进行综述,为类似研究提供参考。     

运动对骨骼肌基因表达的表观遗传调控作用

DNA甲基化、组蛋白修饰和miRNA表达调控是表观遗传调控的3种重要方式,其在基因表达调控中发挥着关键作用。适当运动有益于身心健康。骨骼肌作为运动的主体组织,运动可以提高其代谢能力,改善其线粒体生物学功能,调控肌纤维类型转化,增加骨骼肌力量。近年来越来越多的研究表明,表观遗传调控在机体适应运动过程中发挥着重要作用,DNA甲基化、组蛋白修饰和miRNA表达调控等表观遗传调控方式通过调控骨骼肌基因表达来改变骨骼肌代谢能力、线粒体生物学功能和肌纤维类型,从而适应运动变化。本文对近年来运动对骨骼肌基因DNA甲基化、组蛋白修饰和相应miRNA表达调控等3种表观遗传调控方式的研究现状进行了综述,以期为进一步研究运动改善机体机能和健康提供参考。     

MicroRNAs与疾病和发育

作为模式生物实验系统,线虫可用于研究控制动物发育和人类疾病遗传机制。研究发育缺陷的线虫突变体有助于在动物中发现对发育和生理过程有重要调控作用的基因。其中一些基因编码一类小RNA,如microRNA(miRNA),通过作用于特定基因信使RNA来调控其蛋白质表达。一些在线虫发育过程中有功能的miRNA在人体中也存在。它们参与调控与疾病相关的生物学过程,如癌症、糖尿病和神经退行性疾病。通过分析miRNA在临床样品、哺乳动物细胞和模式生物线虫中的表达,从而揭示miRNA调控途径在相关人类疾病中的功能。     

MicroRNA调控机制及在脂肪形成中的作用

MicroRNA(miRNA)是近几年发现的一类通过转录后调控机制对基因进行调控的非编码的短链RNA,广泛存在于真核生物。miRNAs在个体时序性发育、细胞增殖分化和凋亡、器官发育、脂肪代谢等许多生物发育过程中起着重要作用,并与肿瘤等疾病发生发展密切相关。近年来对miRNA的研究证实,大量miRNA参与脂肪组织发育相关的许多生物学过程调控。主要涉及miRNA的生物合成、调控靶基因转录后表达的机制(如降解mRNA序列、阻断翻译起始、处理小体转位及翻译激活),及其在脂肪形成中的作用,以期为更好地理解miRNA在脂肪形成中的作用,深入研究脂肪形成的分子机制提供参考。     

乳腺发育及泌乳相关miRNA研究进展

MicroRNA(miRNA)是一种重要的转录后调控的非编码RNA, 参与调控哺乳动物乳腺发育和泌乳。文章总结了乳腺发育和泌乳过程中miRNA表达的时空特异性, 综述了个别miRNA对乳腺发育和泌乳的调节作用, 旨在为乳腺miRNA的研究提供指导, 为利用miRNA促进乳腺健康发育和调控高质高效产乳提供理论基础和研究思路。     

骨骼肌卫星细胞对肉品质的影响及其分化调控

骨骼肌卫星细胞是一种肌源性干细胞, 在骨骼肌的生长、发育及肌肉损伤修复中有着至关重要的作用。肌卫星细胞通过增殖、分化融合肌纤维形成新的肌核从而导致骨骼肌纤维的肥大以及骨骼肌纤维类型的相互转化, 进而影响肉品质的形成。文章从肌纤维的发育与肉品质形成、卫星细胞分化与肌纤维特征的相关性等方面, 对卫星细胞的Notch等经典遗传信号通路和miRNA等表观遗传调控及其对肉品质的影响进行了综述。     

肌卫星细胞在失重肌萎缩中的可塑性变化及机制

肌卫星细胞在骨骼肌生长发育和出生后骨骼肌损伤修复中起着重要的作用,但是有关肌萎缩中肌卫星细胞的可塑性变化、作用及其机制尚不清楚.本研究采用小鼠尾悬吊模拟失重效应诱导失重肌萎缩,动态分析了失重肌萎缩发生过程中不同类型肌纤维的肌卫星细胞数量和增殖、分化潜能可塑性的改变,发现在失重肌萎缩过程中,处于安静状态的肌卫星细胞显著增多、激活增殖的肌卫星细胞显著减少,而具有成肌分化潜能的肌卫星细胞有持续减少趋势.此外,在失重肌萎缩比目鱼肌单根肌纤维移出的体外培养中,证明了失重肌萎缩肌纤维肌卫星细胞可塑性降低的特征性变化.进一步,通过对比分析Smad3基因敲除及其同窝野生型小鼠,在失重肌萎缩中肌卫星细胞可塑性的差异性变化,揭示了Smad3在调控失重肌萎缩肌卫星细胞可塑性变化中的关键作用.     

microRNA在肌肉发育中的功能研究进展

microRNA(miRNA)是一类非编码的小RNA分子,它通过对靶mRNA的翻译抑制和降解对基因表达起负调节作用。现在人们已经清楚地知道miRNA参与了增殖、分化、凋亡、发育等许多生物过程。一些miRNA在肌肉中特异表达,参与肌肉发育。该文重点介绍了参与肌肉发育的miRNA。已有证据表明肌肉miRNA在肌肉的增殖和分化过程中起了重要的调节作用,miRNA的调节异常和肌肉疾病有关。因此,miRNA是一类新的肌肉调控因子,它有可能成为畜禽肉产量提高和肌肉相关疾病治疗的新型靶标。     

EGCG通过抑制wnt/β-catenin信号通路调节猪骨骼肌卫星细胞的增殖和分化

为了阐明Wnt/β-catenin信号通路在猪骨骼肌卫星细胞增殖分化中的作用,利用Wnt/β-catenin信号通路抑制剂(-)-表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)处理猪骨骼肌卫星细胞,采用MTT、流式细胞术、免疫荧光和Western印迹等方法检测了细胞增殖和分化情况.结果显示,与对照组相比,EGCG以时间、浓度依赖方式抑制猪骨骼肌卫星细胞的增殖.流式细胞术检测细胞周期结果表明,与对照组相比,经EGCG处理后,猪骨骼肌卫星细胞的G1期细胞比例上升,而G2和S期细胞比例下降,这说明细胞被阻滞在G1期,细胞的增殖受到抑制.免疫荧光检测分化过程中MyHC的表达,与对照组相比,EGCG促进猪骨骼肌卫星细胞的分化,并降低增殖标志基因MyoD以及细胞周期蛋白D的表达量,而提高了分化标志基因MyoG和MyHC的表达量.在猪骨骼肌卫星细胞增殖分化过程中,EGCG降低β-联蛋白的表达量,且核内的β-联蛋白明显减少.结果表明,EGCG通过抑制Wnt/β-catenin信号通路抑制猪骨骼肌卫星细胞的增殖,促进其分化.     

骨骼肌卫星细胞的特性及其增殖与分化的调控

成体骨骼肌细胞的数量基本保持恒定,骨骼肌的再生主要依赖肌卫星细胞的增殖与分化。骨骼肌卫星细胞是能够被激活、进而分化为肌细胞的一类成肌细胞。现对肌卫星细胞的发生、体外培养以及增殖与分化的调控进行综述,并对能否通过激活肌卫星细胞的增殖来实现肌肉组织生长的调控进行探讨。     

Differential microRNA Expression in Fast- and Slow-Twitch Skeletal Muscle of Piaractus mesopotamicus during Growth

Pacu (Piaractus mesopotamicus) is a Brazilian fish with a high economic value in pisciculture due to its rusticity and fast growth. Postnatal growth of skeletal muscle in fish occurs by hyperplasia and/or hypertrophy, processes that are dependent on the proliferation and differentiation of myoblasts. A class of small noncoding RNAs, known as microRNAs (miRNAs), represses the expression of target mRNAs, and many studies have demonstrated that miR-1, miR-133, miR-206 and miR-499 regulate different processes in skeletal muscle through the mRNA silencing of hdac4 (histone deacetylase 4), srf (serum response factor), pax7 (paired box 7) and sox6 ((sex determining region Y)-box 6), respectively. The aim of our work was to evaluate the expression of these miRNAs and their putative target mRNAs in fast- and slow-twitch skeletal muscle of pacu during growth. We used pacus in three different development stages: larval (aged 30 days), juvenile (aged 90 days and 150 days) and adult (aged 2 years). To complement our study, we also performed a pacu myoblast cell culture, which allowed us to investigate miRNA expression in the progression from myoblast proliferation to differentiation. Our results revealed an inverse correlation between the expression of the miRNAs and their target mRNAs, and there was evidence that miR-1 and miR-206 may regulate the differentiation of myoblasts, whereas miR-133 may regulate the proliferation of these cells. miR-499 was highly expressed in slow-twitch muscle, which suggests its involvement in the specification of the slow phenotype in muscle fibers. The expression of these miRNAs exhibited variations between different development stages and between distinct muscle twitch phenotypes. This work provides the first identification of miRNA expression profiles in pacu skeletal muscle and suggests an important role of these molecules in muscle growth and in the maintenance of the muscle phenotype.     

巴什拜羊骨骼肌卫星细胞分离培养及诱导分化

为了获得巴什拜羊骨骼肌卫星细胞,本研究采集出生1日龄巴什拜羔羊后肢骨骼肌组织,采用两步酶消化法结合差速贴壁法分离纯化巴什拜羊骨骼肌卫星细胞,并对分离获得的骨骼肌卫星细胞进行了鉴定、传代培养及诱导分化等研究。结果表明,本研究采用的分离纯化方法可以高效获得巴什拜羊骨骼肌卫星细胞,RT-PCR检测结果表明骨骼肌卫星细胞标志性基因pax7、Myf5、MyoD、desmin和c-Met均呈阳性表达。获得的骨骼肌卫星细胞具有较强的增殖能力,连续传代12代,细胞的形态仍保持正常,且细胞的克隆形成率仍保持在50%以上,但是当细胞传代至第18代时,逐渐表现出较为明显的衰退。细胞的生长符合典型的"S"型生长曲线,且第2代和第8代细胞的生长曲线没有明显的差异,至第14代时细胞的增殖速度逐渐降低。采用低浓度马血清培养体系,可成功诱导巴什拜羊骨骼肌卫星细胞向肌管方向分化,诱导培养至第5天时,骨骼肌卫星细胞分化标志基因MyHC呈阳性表达。由此得出结论,本研究采用的骨骼肌卫星细胞分离纯化体系高效、可靠,可以满足较高纯度巴什拜羊骨骼肌卫星细胞的分离培养。