凌英會,王麗娟,王康巖,李運生,丁建平,張運海,章孝榮*
(1.安徽農業(yè)大學動物科技學院,合肥 230036;2.安徽地方畜禽遺傳資源保護與生物育種省級實驗室,合肥 230036;3.安徽省羊繁育工程技術研究中心,合肥 230036)
山羊骨骼肌中miR-133及其靶基因的表達規(guī)律與功能研究
凌英會1,2,3,王麗娟1,2,王康巖1,2,李運生1,2,丁建平1,2,張運海1,2,章孝榮1,2,3*
(1.安徽農業(yè)大學動物科技學院,合肥 230036;2.安徽地方畜禽遺傳資源保護與生物育種省級實驗室,合肥 230036;3.安徽省羊繁育工程技術研究中心,合肥 230036)
旨在研究miR-133及其靶基因SRF在山羊骨骼肌組織和細胞中的表達情況,并探討miR-133對SRF基因的靶向調控作用。首先利用qRT-PCR分別檢測miR-133及其靶基因在初生、7月齡、18月齡的安徽白山羊和波爾山羊8個組織(心、肝、脾、肺、腎、小腸、脂肪、背最長肌)以及不同代數的山羊骨骼肌衛(wèi)星細胞(F6、F9、F12)中的表達變化;采用qRT-PCR及Western印跡法檢測miR-133對靶基因mRNA及蛋白質表達水平的影響。qRT-PCR檢測表明,miR-133在心肌和背最長肌中的表達水平明顯高于其它組織,其靶基因SRF的表達水平與其相反;miR-133在山羊骨骼肌衛(wèi)星細胞中的表達水平隨著細胞代數的增多而表達量增加;qRT-PCR及Western印跡法證實,miR-133對SRF蛋白表達的調控發(fā)生在轉錄后水平。綜上表明,miR-133有望成為研究山羊骨骼肌生長發(fā)育的新型標志物;miR-133通過在轉錄后水平抑制SRF蛋白的表達參與調控山羊骨骼肌細胞增殖和分化,進而影響山羊骨骼肌的發(fā)育。
山羊;miR-133;靶向調控;基因表達
microRNAs(miRNAs)是一類生物中廣泛存在,長20~25 bp的小分子非編碼RNA,在進化過程中高度保守,轉錄后水平具有基因表達調控的作用[1]。miRNAs可以通過與靶基因mRNA分子的 3′UTR完全或不完全地互補配對,導致mRNA分子不穩(wěn)定而使其直接降解或抑制翻譯過程[2-3]。miRNAs對超過1/3的人類蛋白編碼基因進行調控,在生命活動的許多方面都發(fā)揮著巨大作用[4]。同時miRNAs對肌肉質量、肌肉纖維類型和肌肉相關疾病也有很大的影響[5]。有研究表明,許多miRNAs參與調控骨骼肌增殖與分化的過程[6-7]。miR-133是肌肉特異性的miRNAs,在小鼠、豬等物種中對骨骼肌的發(fā)育有重要調控作用[8-9];miR-133能促進成肌細胞的增殖,抑制成肌細胞的分化[10]。血清反應因子(SRF)在肌肉的生長發(fā)育過程中發(fā)揮著重要作用。SRF能夠通過對一系列伴侶蛋白的招募從而控制肌肉相關基因的轉錄,包括轉錄共激活劑的促血管平滑肌細胞分化因子家族的成員,促進肌肉的分化,研究發(fā)現(xiàn),小鼠缺乏SRF將不能形成中胚層[11]。miR-133通過靶向作用血清反應因子(SRF),降低體內外的肌肉分化,促進肌細胞增殖[10]。
為了進一步探討miR-133參與山羊肌肉細胞增殖與分化等生長發(fā)育機制,本研究通過進一步分析miR-133在山羊骨骼肌組織及山羊骨骼肌衛(wèi)星細胞中的表達變化,篩選并驗證miR-133在山羊骨骼肌發(fā)育過程中的靶基因,并對miR-133在山羊骨骼肌發(fā)育過程中可能的調控機制進行探討。
1.1 試驗材料
以合肥博大牧業(yè)科技開發(fā)有限公司種羊場的兩個山羊群體24只個體作為試驗材料,選取初生、3月齡、7月齡、18月齡的安徽白山羊和波爾山羊各3只。山羊從出生~成年的不同階段的8個組織樣(心、肝、脾、肺、腎、小腸、脂肪、背最長肌)為樣本,每只山羊8個組織樣至少取3份,迅速放于1.5 mL無RNA酶的EP管中,并立即投入液氮速凍,然后-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2 試驗方法
1.2.1 細胞培養(yǎng)與RNA提取 采用常規(guī)方法分離山羊骨骼肌細胞,并采用差速貼壁法進行培養(yǎng),收集貼壁細胞,對純化的山羊骨骼肌細胞采用免疫熒光方法檢測其特異標志蛋白Pax-7。用含10%胎牛血清和10%馬血清的DMEM/F12細胞培養(yǎng)液,在37 ℃、5%CO2條件下培養(yǎng),取處于對數生長期的細胞用于后續(xù)試驗。利用TRIzol 試劑盒(TaKaRa)提取各組織樣本以及細胞的總RNA,并用0.8%瓊脂糖凝膠電泳檢測,SMA 1000 紫外分光光度計測定其濃度和純度后,-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2 引物設計與cDNA反轉錄 根據前期Solexa測序獲取山羊的miR-133序列為靶序列。miR-133以及內參基因U6的莖環(huán)引物和特異性PCR引物由廣州銳博生物公司設計并合成。另外,根據GenBank數據庫中收錄的綿羊和牛SRF的mRNA序列(序列號:XM-004019222和NM-001206016)用Primer 5.0軟件設計目的基因的上、下游引物,引物由華大基因公司合成。各目的基因上、下游引物見表1。采用PrimerScriptTMRT Reagent Kit(TaKaRa Code:DRR037S)試劑盒,按照說明書中方法將各樣品總RNA反轉錄成cDNA。反應體系為20 μL:總RNA(1 μg·μL-1)2 μL、5×buffer 4 μL、PrimerScript RT Enzyme Mix I 1 μL、特異性引物(5 μmol·L-1)或者Oligo dT Primer(50 μmol·L-1)1 μL,RNase水補至20 μL;反應條件為37 ℃ 15 min,85 ℃ 5 s終止反應。反應結束后,將反轉錄產物作10倍稀釋,-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.3 miR-133及其靶基因SRF的擴增與測序 以1.2.2反轉錄產物(RT產物)為模板,利用real-time PCR引物(表1)擴增目標基因,PCR反應體系為特異RT產物2 μL,10 μmol·L-1引物2 μL,2.5 mmol·L-1dNTP Mixture 2 μL,10×EXTaqbuffer 2.5 μL,5 U·μL-1TaKaRa EXTaqHS 0.15 μL,補ddH2O至25.0 μL。反應條件:94 ℃預變性30 s;94 ℃30 s,58 ℃ 30 s,72 ℃ 1 min,35個循環(huán);72 ℃ 5 min;4 ℃保存。PCR產物于1%瓊脂糖凝膠電泳,回收,并送華大基因公司測序。
采用3′-Full RACE Core Set with PrimeScript RTase試劑盒按說明書中方法將背最長肌組織總RNA進行反轉錄成cDNA。使用巢式PCR方法擴增HDAC4和SRF3′UTR,特異性引物見表1。PCR條件為94 ℃預變性3 min;94 ℃變性30 s,62 ℃退火30 s,72 ℃延伸1 min,共30個循環(huán);72 ℃延伸10 min;4 ℃保存。取5 μLPCR反應產物進行1%的瓊脂糖凝膠電泳,確認3′RACE PCR擴增產物。將得到明亮條帶的PCR產物直接送華大基因公司測序。
表1 擴增及定量PCR引物
Table1 Primers used in the study
引物Primer序列(5′?3′)SequenceSRFForward:CAGACCTGCCTCAACTCGC,Reverse:GCCTGCTGCCCTATCACASRF3′UTR1stouterforward:AATGAGTGCCACCGGCTTTG,2stouterforward:CCCTCCTTTCCCATCACCSRFreal?timePCRForward:CCCTCCTTTCCCATCACC,Reverse:GCCGCTGCCTGTACTCTTGAPDHreal?timePCRForward:CACAGTCAAGGCAGAGAAC,Reverse:TACTCAGCACCAGCATCA
1.2.4 miR-133及其靶基因在山羊骨骼肌組織和細胞中表達水平檢測 使用標準SYBR Green 實時定量PCR檢測試劑盒(羅氏公司)。15 μL PCR反應體系:cDNA模板(RT產物)2 μL,real-time PCR 引物(10 μmol·L-1)0.9 μL,SYBR Green Mix 7.5 μL,ddH2O補至15 μL。PCR反應:95 ℃預變性10 min;95 ℃ 15 s,60 ℃復性和延伸1 min,40個循環(huán); PCR產物熔解曲線的反應條件:95 ℃ 15 s,60 ℃ 1 min,95 ℃ 15 s,60 ℃ 1 min。
1.2.5 細胞轉染與Western blot檢測 設置4個梯度:50、100、150和200 nmol·L-1,對細胞轉染48 h后,在熒光顯微鏡下觀察轉染效果,確定轉染條件。在轉染前1 d,6孔板每孔接種3×105個山羊骨骼肌衛(wèi)星細胞,轉染當天細胞密度約為50%。采用Promega公司FUGENHD轉染試劑進行miR-1和 miR-133 mimics、miRNA陰性對照mimics、FUGENHD轉染,轉染48 h,進行細胞總RNA和蛋白質抽提。
提取細胞總蛋白質,定量,與上樣緩沖液按比例混勻,100 ℃加熱變性5 min;8%和12%SDS-PAGE電泳后,電轉移至PVDF膜上,5%脫脂牛奶室溫封閉1 h;加入一抗,室溫孵育2 h,TBST洗滌2次,TBS洗滌1次,每次10 min。加入二抗,4 ℃孵育過夜,TBST洗滌2次,TBS洗滌1次,每次10 min,在暗室中顯色、壓片、顯影、定影。
1.2.6 統(tǒng)計分析 利用ABI Step-one software v2.2對數據進行比較分析。定量PCR,miR-133及其靶基因是以U6為內參基因來校正cDNA模板的質量。利用2-△△Ct法[12]計算目的基因在不同組織中的相對表達量:△Ct=Ct Target-CtU6;△△Ct=△Ct Target-△CtCalibrator。每個定量PCR反應均進行4次生物學重復,數據以“平均值±標準誤(mean±SE)”表示。利用SPSS 17.0 軟件對miR-1和miR-133以及靶基因HDAC4和SRF在不同時期組織中的相對表達量進行差異顯著性分析。P<0.05表示差異顯著。
2.1 miR-133以及靶基因(SRF)的獲得
山羊骨骼肌特異性RT產物為模板,目的基因的引物進行PCR擴增山羊骨骼肌miR-133和SRF基因,并利用3′RACE方法擴增,以目的基因的引物進行套式PCR擴增山羊骨骼肌SRF3′UTR基因,并用1%瓊脂糖凝膠進行電泳檢測。依據本課題組前期采用Solexa測序方法獲得miR-133的成熟序列[13],進行分析顯示,PCR產物測序發(fā)現(xiàn)SRF3′UTR與miR-133種子序列的結合位點為UGGUC(5′ UUGGUCCCCUUCAACCAGCUGU3′)。
2.2 miR-133及其靶基因(SRF)在山羊不同時空中的表達規(guī)律
2.2.1 miR-133在安徽白山羊和波爾山羊不同時空中的表達規(guī)律 試驗數據經SPSS 17.0 單因素方差分析,LSD和Duncan多重比較。miR-133在不同月齡安徽白山羊和波爾山羊中的表達數值見圖1,圖1表明,miR-133在心和骨骼肌組織中有較高的表達量,而和其他組織中的表達相比有極顯著的差異(P<0.01)。
1.心;2.肝;3.脾;.4.肺;5.腎;6.小腸;7.脂肪;8.背最長肌。下同1.Heart;2.Liver;3.Spleen;4.Lung;5.Kidney;6.Small intestine;7.Fat;8.Longissimus dorsi.The same as below圖1 miR-133在安徽白山羊(A)和波爾山羊(B)不同組織中的表達譜Fig.1 miR-133 expression in different tissues of Anhui White goats(A)and Boer goats(B)
2.2.2SRF在安徽白山羊和波爾山羊不同時空中的表達規(guī)律SRF在不同月齡安徽白山羊和波爾山羊兩個山羊品種心、肝、脾、肺和腎、小腸、脂肪和背最長肌8個組織的表達情況見圖2。從圖2可以看出,SRF在不同月齡安徽白山羊和波爾山羊各組織中廣泛表達,但在同一時期不同組織的表達存在差異。在安徽白山羊和波爾山羊的8種組織中,表達量較低的為背最長肌和心,這與miR-133在兩種山羊的背最長肌和心中的表達是相反的。
圖2 SRF在安徽白山羊(A)和波爾山羊(B)不同組織中的表達譜Fig.2 SRF expression in different tissues of Anhui White goats(A) and Boer goats(B)
2.2.3 miR-133在安徽白山羊和波爾山羊骨骼肌發(fā)育過程中的表達分析 如圖3所示,miR-133在安徽白山羊和波爾山羊骨骼肌發(fā)育過程中呈現(xiàn)不同的表達模式。從出生~18月齡,miR-133在波爾山羊中的表達量顯著高于安徽白山羊(P<0.05)。
2.3 miR-133及其靶基因(SRF)在山羊骨骼肌衛(wèi)星細胞中的表達規(guī)律
數據經生物統(tǒng)計學軟件SPSS 17.0 方差分析,LSD和Duncan多重比較,miR-133及其靶基因(SRF)在不同代數(F6、F9和F12)的山羊骨骼肌衛(wèi)星細胞中的表達規(guī)律見圖4。miR-133在山羊骨骼衛(wèi)星細胞中的表達量隨細胞代數的增多表達量也隨之增多,這與其在不同月齡的背最長肌中的表達趨勢相似。而它的靶基因SRF在不同代數的山羊骨骼肌衛(wèi)星細胞中的表達趨勢與miR-133相似。
2.4 miRNA mimics轉染條件的摸索
本研究對miR-133 mimics的轉染條件進行摸索。轉染細胞48 h后,在熒光顯微鏡下觀察轉染效果,結果發(fā)現(xiàn)當miRNA 陰性對照轉染的最終濃度為100 nmol·L-1時,轉染效率最高(表2)。在Fu-GENE HD轉染試劑的使用量為10 μL,miRNA mimics終濃度為100 nmol·L-1,熒光顯微鏡下可以觀察到轉染FAM-NC的山羊骨骼肌衛(wèi)星細胞中有大量細胞顯示為紅色,表明miRNA mimics的轉染效果較好。
Table 2 The transfecting efficiency of FAM-NC in SSC
濃度/(nmol·L-1)Concentration染色細胞數No.ofstainedcells熒光細胞數No.offluorescentcells50401±5.07214±7.42250±3.81239±4.18161±3.92128±2.74100338±6.45466±9.85173±4.14273±5.92271±5.02117±2.93150571±10.04534±8.73520±8.14249±5.17276±4.62243±3.97200419±9.16423±8.72453±4.09202±4.78221±2.94209±5.16濃度/(nmol·L-1)Concentration染色平均細胞數Averageofstainedcells熒光平均細胞數Averageofstainedcells轉染效率/%Transfectionefficiency50288±5.43176±4.0361.1100326±6.81220±4.6267.5150542±8.97256±4.5947.2200432±7.32211±4.2948.8
圖3 miR-133在安徽白山羊和波爾山羊不同生長階段骨骼肌中的比較分析Fig.3 Comparative analysis of miR-133 expression in skeletal muscle between Anhui White goats and Boer goats at different developmental stages
圖4 miR-133(A)和SRF(B)在骨骼肌衛(wèi)星細胞中的表達Fig.4 The expression level of miR-133 and SRF in SSC
2.5 miR-133 mimics瞬時轉染結果
與其它對照組相比,miR-133 mimics轉染組山羊骨骼肌衛(wèi)星細胞中的miR-133的表達量明顯上升,而NC組細胞中的miR-133未上升,從而充分說明了miR-133 mimics轉染至山羊骨骼肌衛(wèi)星細胞中能成功的表達miR-133(圖5)。
2.6 miR-133抑制山羊骨骼肌衛(wèi)星細胞SRF蛋白表達
Western印跡法結果表明,與其它組相比,采用miR-133 mimics上調山羊骨骼肌衛(wèi)星細胞miR-133表達水平后,其SRF蛋白表達水平明顯下降,提示miR-133能抑制山羊骨骼肌衛(wèi)星細胞SRF蛋白表達(圖6)。
1.miR-133 mimics;2.NC;3.Mock;4.Blank.The same as below圖5 SSC轉染miR-133 mimics后miR-133的表達變化Fig.5 The expression of miR-133 in SSC after transfecting miR-133 mimics by real-time PCR
圖6 SSC轉染miR-133 mimics后SRF蛋白的變化Fig.6 Regulation of SRF protein expression by transfecting miR-133 mimics in SSC
2.7 miR-133對山羊骨骼肌衛(wèi)星細胞SRFmRNA表達影響
miRNA能通過抑制靶基因的翻譯或介導靶基因mRNA的降解,從而對靶基因蛋白表達發(fā)揮調控作用,為進一步明確miR-133在何種水平對SRF蛋白發(fā)揮調控作用,采用qRT-PCR方法進一步檢測miR-133 mimics或miRNA陰性對照mimics轉染后山羊骨骼肌衛(wèi)星細胞SRFmRNA表達水平。qRT-PCR結果表明,上調miR-133表達水平對山羊骨骼肌衛(wèi)星細胞SRFmRNA表達水平無明顯影響(圖7)。結合上述Western blot檢測結果表明,miR-133通過抑制山羊骨骼肌衛(wèi)星細胞SRF基因的翻譯而非誘導SRFmRNA的降解抑制SRF蛋白的表達,即miR-133在轉錄后水平抑制SRF蛋白表達。
圖7 轉染miR-133 mimics后SRF mRNA水平的表達變化Fig.7 The expression of SRF mRNA in SSC after transfecting miR-133 mimics by real-time PCR
miRNAs是一類存在較廣泛且可以對基因表達進行微調控的小RNA分子,它對生物體一系列重要生命進程進行調控,包括胚胎發(fā)育、細胞增殖、細胞凋亡以及脂類代謝等[14-17],對發(fā)育過程的調控發(fā)揮著重要作用。miRNAs主要是通過與靶基因mRNA的3′UTR堿基完全或不完全互補配對,導致mRNA直接被降解,或阻斷mRNA翻譯進而對基因表達進行調控[18]。
miRNAs的定量表達主要有莖環(huán)反轉錄引物和3′端加接頭兩種方法,其中由于莖環(huán)反轉錄引物法簡便、快捷、特異性好和準確性高,而被廣泛運用于對miRNAs的表達研究[19-20]。而miRNA的作用機制,關鍵是miRNA及其靶基因的相互作用,目前主要利用生物信息學和生物學試驗方法尋找并驗證miRNA的靶基因[1]。采用TargetScan和PicTar預測軟件,對miR-1和miR-133潛在靶基因進行預測,結果發(fā)現(xiàn)HDAC4和SRF基因同時被TargetScan和PicTar預測為miR-1和miR-133的靶基因。通過3′RACE試驗,發(fā)現(xiàn)HDAC4 3′UTR有個miR-1結合位點,而SRF3′UTR有兩個miR-133結合位點。另外,上調miR-1和miR-133表達水平則能下調山羊骨骼肌衛(wèi)星細胞HDAC4和SRF蛋白表達水平,對HDAC4和SRFmRNA表達水平無影響。鑒于miRNA發(fā)揮作用的機制為通過翻譯抑制和影響mRNA的穩(wěn)定性,使其降解來下調蛋白表達,筆者認為miR-1和miR-133是在轉錄后水平抑制HDAC4和SRF蛋白表達。
M.Lagos-Quintana等[21]從小鼠和人的肌肉組織中克隆并鑒定出miR-1和miR-133,兩個肌肉特異性表達的miRNAs[22]。miR-1和miR-133是源于同一個miRNA多順反子,且被共同轉錄,但miR-1和miR-133兩者發(fā)揮的作用卻是相反的,miRNAs可能在調控細胞增殖和分化的平衡中起著十分重要的作用。J.F.Chen等[10]研究發(fā)現(xiàn),miR-1和miR-133對骨骼肌細胞的分化成熟過程進行調控,其中miR-1能夠促進骨骼肌細胞的分化過程,而miR-133卻抑制分化促進成肌細胞的增殖過程。另外,Z.P.Koutsoulidout等[23]認為在骨骼肌的生長發(fā)育過程中,miR-1和miR-133的表達豐度與骨骼肌的成熟有關。miR-1和miR-133在安徽白山羊和波爾山羊骨骼肌中的表達量較高,可能對維持骨骼肌的正常功能起重要作用。另外,miR-1在安徽白山羊和波爾山羊中的表達量有隨個體成熟表達減少的趨勢,說明miR-1對肌肉的快速增長有著重要的作用,且有利于纖維細胞的大量復制表達,成體肌細胞的增殖和分化都衰弱時,表達量則相對減少。而miR-133隨著個體的發(fā)育,表達量一直在增加,到成體時表達量最高,在成體肌細胞中發(fā)揮相當大的作用,說明成體肌細胞存在著增長的現(xiàn)象,需要有較高表達量的miR-133來促進其增殖。在本試驗中,miR-133在安徽白山羊和波爾山羊骨骼肌發(fā)育過程中的表達變化說明miR-133可能與山羊骨骼肌的發(fā)育有關。
目前,大多數miRNAs的功能尚不清楚。因為每個miRNA靶基因的數量很多,且多個miRNAs可以同時調控1個基因的表達,因此快速且準確的預測以及鑒定miRNA的靶基因對于研究miRNA的功能至關重要。研究發(fā)現(xiàn),miRNAs可以通過調控一些轉錄因子和信號傳導因子來調節(jié)細胞的增殖和分化[24-25]。已有報道證明miR-1和miR-133能夠通過調節(jié)靶基因的表達參與細胞的增殖和分化過程[10]。有研究發(fā)現(xiàn)miR-1和miR-133在骨骼肌細胞的分化成熟過程中呈現(xiàn)一定的時空表達特異性,其中miR-1是以HDAC4 為靶點促進肌生成,而miR-133是通過抑制SRF而促進成肌細胞的增殖[14]。最新研究結果顯示[26],HDAC4 被磷酸化后可以解除對肌細胞增強因子2(MEF2) 的抑制作用,從而使MEF2 的轉錄活性增強,有利于骨骼肌細胞代謝相關基因的轉錄,進而對骨骼肌 IR 的發(fā)生和發(fā)展產生影響。而SRF是一種轉錄因子,在多個物種中廣泛存在,并對細胞的生長、分化、形成和維持以及神經系統(tǒng)的形成等過程進行調控,尤其是在細胞骨架的構建過程中起到重要的作用[27-29]。在本研究中,HDAC4和SRF在安徽白山羊和波爾山羊的心和骨骼肌中表達量較低,而在其它組織中表達量較高,這與miR-1和miR-133在安徽白山羊和波爾山羊中表達量趨勢是相反的。說明miR-1和miR-133可能是通過抑制它們的靶基因來調控骨骼肌的發(fā)育,這與J.F.Chen等[10]的觀點一致。HDAC4和SRF在安徽白山羊和波爾山羊中的表達趨勢與miR-1和miR-133類似,這說明miR-1和miR-133表達量的差異會影響靶基因的表達進而影響動物骨骼肌的生長與發(fā)育。另外,miR-1和miR-133在不同月齡的波爾山羊中的表達量均較高,從這些數據推測miR-1和miR-133與山羊生長發(fā)育可能具有一定的相關性。
本研究通過對波爾山羊和安徽白山羊不同組織中miR-133及其靶基因的表達譜分析以及在細胞和蛋白水平檢測miR-133對SRF的影響,發(fā)現(xiàn)miR-133通過對其靶基因SRF的調控,參與山羊骨骼肌細胞增殖和分化,從而影響山羊骨骼肌的發(fā)育。
[1] 王麗娟,凌英會,張曉東,等.MicroRNA調控動物發(fā)育的研究進展[J].家畜生態(tài)學報,2012,33(6):103-106. WANG L J,LING Y H,ZHANG X D,et al.MicroRNAs regulation on animals development[J].ActaEcologiaeAnimalisDomastici,2012,33(6):103-106.(in Chinese)
[2] 潘淑娟.MicroRNA在正常和肥厚心肌中的表達與功能學研究及鑒定[D].南昌:南昌大學醫(yī)學院,2009. PAN S J.The research and identification of the expression and function of microRNAs in normal and hypertrophy cardiac tissue[D].Nanchang:College of Medicine University of Nanchang,2009.(in Chinese)
[3] TOWNLEY-TILSON W H,CALLIS T E,WANG D Z.MicroRNAs 1,133,and 206:critical factors of skeletal and cardiac muscle development,function,and disease[J].IntJBiochemCellBiol,2010,42(8):1252-1255.
[4] HUANG Z P,ESPINOZA-LEWIS R,WANG D Z.Determination of miRNA targets in skeletal muscle cells[J].MethodsMolBiol,2012,798:475-490.
[5] LUO W,NIE Q,ZHANG X.MicroRNAs involved in skeletal muscle differentiation[J].JGenetGenomics,2013,40(3):107-116.
[6] CHEN J H,YIN Y L,JIANG S K,et al.Induction of microRNA-1 by myocardin in smooth muscle cells inhibits cell proliferation.Arterioscler[J].ArteriosclerThrombVascBiol,2011,31(2):368-375.
[7] YAN X C,DING L,LI Y C,et al.Identification and profiling of micrornas from skeletal muscle of the common carp[J].PLoSONE,2012,7(1):e30925.
[8] MCDANELD T G,SMITH T P,DOUMIT M E,et al.MicroRNA transcriptome profiles during swine skeletal muscle development[J].BMCGenomics,2009,10:77.
[9] PARRA P,SERRA F,PALOU A.Expression of adipose microRNAs is sensitive to dietary conjugated linoleic acid treatment in mice[J].PLoSONE,2010,5(9):e13005.
[10] CHEN J F,MANDEL E M,THOMSON J M,et al.The role of microRNA-1 and microRNA-133 in skeletal muscle proliferation and differentiation[J].NatGenet,2006,38(2):228-233.
[11] LI S,CZUBRVT M P,MCANALLY J,et al.Requirement for serum response factor for skeletal muscle growth and maturation revealed by tissue-specific gene deletion in mice[J].ProcNatlAcadSciUSA,2005,102(4):1082-1087.
[12] LIVAK K J,SCHMITTGEN T D.Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) method[J].Methods,2001,25(4):402-408.
[13] 凌英會,張曉東,王麗娟,等.山羊肌肉組織microRNA Solexa測序與生物信息學分析[J].畜牧獸醫(yī)學報,2013,44(3):481-487. LING Y H,ZHANG X D,WANG L J,et al.Solexa sequencing and bioinformatics analysis on microRNA from the goat muscle[J].ActaVeterinariaetZootechnicaSinica,2013,44(3):481-487.(in Chinese)
[14] KULKARNI S,SAVAN R,QI Y,et al.Differential microRNA regulation of HLA-C expression and its association with HIV control[J].Nature,2011,472(7344):495-498.
[15] BALEY J,LI J.MicroRNAs and ovarian function[J].JOvarianRes,2012,5(1):8.
[16] NOHATA N,HANAZAWA T,ENOKIDA H,et al.MicroRNA-1/133a and microRNA-206/133b clusters:dysregulation and functional roles in human cancers[J].Oncotarget,2012,3(1):9-21.
[17] LUO W,NIE Q,ZHANG X.MicroRNAs involved in skeletal muscle differentiation[J].JGenetGenomics,2013,40(3):107-116.
[18] PODOLSKA A,KACZKOWSKI B,BUSK P K,et al.MicroRNA expression profiling of the porcine developing brain[J].PLoSONE,2011,6:e14494.
[19] SANTIAGO G A,VERGNE E,QUILES Y,et al.Correction:analystical and clinical performance of the CDC real time RT-PCR assay for detection and typing of dengue virus[J].PLoSNeglTropDis,2013,7(1):e2311.
[20] WAGNER N M.Monitoring gene expression:quantitative real-time RT-PCR[J].MethodsMolBiol,2013,1027:19-45.
[21] LAGOS-QUINTANA M,RAUHUT R,LENDECKEL W,et al.Identification of novel genes coding for small expressed RNAs[J].Scinece,2001,294(5543):853-858.
[22] SWEETMAN D,GOLJANEK K,RATHJEN T,et al.Specific requirements of mrfs for the expression of muscle specific micrornas,miR-1,miR-206 and miR-133[J].DevBiol,2008,321(2):491-499.
[23] KOUTSOULIDOUT Z P,MASTROYIANNOPOULOSN D,F(xiàn)URLING J B,et al.Expression of miR-1,miR-133a,miR-133b and miR-206 increases during development of human skeletal muscle[J].BMCDevBiol,2011,11:34.
[24] HUANG Z P,ESPINOZA-LEWIS R,WANG D Z.Determination of miRNA targets in skeletal muscle cells[J].MethodsMolBiol,2012,798:475-490.
[25] WANG Z,ZANG C,CUI K,et al.Genome-wide mapping of HATs and HDACs reveals distinct functions in active and inactive genes[J].Cell,2009,138(5):1019-1031.
[26] MIANO J M.Serum response factor:toggling between disparate programs of gene expression[J].JMolCellCardiol,2003,35(6):577-593.
[27] SUN Q,CHEN G,JEFFREY W,et al.Defining the mammalian CArGome[J].GenomeRes,2006,16(2):197-207.
[28] COOPER S J,TRINKLIN N D,NQUYEN L,et al.Serum response factor binding sites differ in three human cell types[J].GenomeRes,2007,17(2):136-144.
[29] MIANO J M,LONG X,F(xiàn)UJIWARA K.Serum response factor:master regulator of the actin cytoskeleton and contractile apparatus[J].AmJPhysiolCellPhysiol,2007,292(1):C70-81.
(編輯 程金華)
The Expression Profiles and Function Analysis of miR-133 in Goat Skeletal Muscle Tissue and Cell
LING Ying-hui1,2,3,WANG Li-juan1,2,WANG Kang-yan1,2,LI Yun-sheng1,2,DING Jian-ping1,2,ZHANG Yun-hai1,2,ZHANG Xiao-rong1,2,3*
(1.CollegeofAnimalScienceandTechnology,AnhuiAgriculturalUniversity,Hefei230036,China;2.LocalAnimalGeneticResourcesConservationandBiobreedingLaboratoryofAnhuiProvince,Hefei230036,China;3.EngineeringResearchCenterofReproductionandBreedinginSheepofAnhuiProvince,Hefei230036,China)
The purpose of this experiment was to study the expression of miR-133 and its target gene SRF in skeletal muscle tissue and cells in goat,and the effects of miR-133 on target gene(SRF).The qRT-PCR was used to detect different expression of miR-133 and its target gene in different tissues of newborn,7 months and 18 months old Anhui white goat and Boer goat(heart,liver,spleen,lung,kidney,small intestine,fat,longissimusdorsi) and different goat skeletal muscle satellite cells(F6,F(xiàn)9,F(xiàn)12);qRT-PCR and the Western blot was used to detect the mRNA of target gene and protein expression level.The results of qRT-PCR showed that the expression level of miR-133 in myocardium andlongissimusdorsimuscle was higher than that in other tissues,the expression level of the target geneSRFwas different from miR-133 in goat;The expression level of miR-133 in skeletal muscle satellite cells increased with the cell generations;That regulation of miR-133 onSRFprotein expression occurred at the post transcriptional level by qRT-PCR and Western blot.The results showed that miR-133 was expected to become a new marker of goat skeletal muscle growth and development;miR-133 was involved in the regulation of proliferation and differentiation of goat by inhibiting the expression ofSRFprotein in the post transcriptional level,thereby affecting the goat skeletal muscle development.
goat;miR-133;target regulating;gene expression
10.11843/j.issn.0366-6964.2015.11.005
2015-05-04
國家自然科學基金項目(31301934;31372310);安徽省自然科學基金(1308085QC54))
凌英會(1981-),男,安徽安慶人,副教授,博士,主要從事動物遺傳育種與繁殖研究,E-mail:caaslyh@163.com
*通信作者:章孝榮,教授,博士生導師,主要從事動物生殖調控研究,E-mail:zhangxiaorong01@163.com
S827.2
A
0366-6964(2015)11-1944-08