《Poultry Science》：Double-negative feedback loop between
IGF2BP2 and miR-196-5p inhibits the proliferation and differentiation of primary chicken myoblasts
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为探究调控鸡骨骼肌发育的关键基因及其分子机制，研究人员以IGF2BP2为靶点，开展了其在粤西卷羽鸡中的基因多态性分析及其与生长性状的关联研究，并深入揭示了IGF2BP2与miR-196-5p之间形成的双负反馈环路如何精细调控成肌细胞的增殖与分化。该研究不仅为鸡的分子标记辅助育种提供了候选基因位点，也丰富了禽类肌肉发育的转录后调控网络认识。
鸡肉是全球最主要的肉类来源之一，而决定肉产量和品质的核心是骨骼肌的发育。在分子育种的浪潮下，寻找与重要经济性状（如生长速度、体格大小）紧密关联的关键基因和分子标记，并将其应用于品种选育，是提高畜牧业生产效率的关键。胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白2（Insulin-like growth factor 2 mRNA-binding protein 2, IGF2BP2）作为一种RNA结合蛋白，在哺乳动物肌肉生长中扮演着重要角色，但它在禽类肌肉发育中的具体功能仍如雾里看花，不甚清晰。与此同时，微小RNA（microRNA, miRNA）作为基因表达的精细调控者，也深度参与肌肉发育过程。那么，IGF2BP2在鸡肌肉发育中究竟起什么作用？它是否与某些miRNA存在“对话”来共同调控这一过程？它的遗传变异又是否能成为我们选育优质鸡种的“基因身份证”？为了解决这些疑问，一项聚焦于鸡IGF2BP2基因的深入研究在《Poultry Science》上得以发表。
为了回答上述问题，研究者们运用了多项关键技术。他们首先以95只60日龄粤西卷羽母鸡为样本队列，通过Sanger测序对IGF2BP2基因进行多态性筛查，并分析了其单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism, SNP）位点与120日龄生长性状的关联。在功能机制层面，研究团队分离培养了鸡原代成肌细胞，通过细胞转染技术分别过表达IGF2BP2和miR-196-5p，利用CCK-8、EdU掺入实验、定量实时聚合酶链式反应（Quantitative Real-Time PCR, RT-qPCR）、蛋白质印迹法（Western blot）和免疫荧光等技术，系统评估了它们对细胞增殖和分化的影响。此外，还通过双荧光素酶报告基因实验验证了miR-196-5p与IGF2BP2 3‘非翻译区（3’ Untranslated Region, 3’UTR）的直接靶向关系。
研究结果
IGF2BP2基因多态性分析与生长性状关联
研究人员在鸡IGF2BP2基因中总共鉴定出43个SNP位点。关联分析发现，其中25个位点与粤西卷羽鸡的生长性状显著相关，包括5个与体重强相关的位点。例如，g.6016G>A位点的GG基因型个体表现出更高的体重、胫围和胫围长。单倍型分析进一步揭示了多个与优越体重、龙骨长、胫骨长、胸宽、胫围和胸深相关的SNP组合。这些结果为IGF2BP2作为粤西卷羽鸡分子标记辅助选择的候选基因提供了直接证据。
IGF2BP2抑制鸡原代成肌细胞的增殖和分化
表达谱分析显示，IGF2BP2在鸡胚胎后期肌肉中表达上调，出雏后下降，随后在幼雏期逐渐恢复。功能实验表明，过表达IGF2BP2显著降低了成肌细胞的增殖能力，这通过CCK-8和EdU实验得到证实，同时增殖标志基因（如CCND1、PCNA、CDK2）的mRNA和蛋白水平也相应下降。在分化方面，过表达IGF2BP2导致肌管形成面积减少，关键成肌分化标志物（如MyHC、MyoD1、MyoG、Myomaker）的表达也受到显著抑制。这些结果共同表明IGF2BP2对鸡成肌细胞的增殖和分化均起抑制作用。
miR-196-5p靶向抑制IGF2BP2表达
通过生物信息学预测和双荧光素酶报告基因实验，研究证实miR-196-5p能够直接结合IGF2BP2的3‘UTR并抑制其表达。有趣的是，两者在肌肉组织中的表达呈现相反的动态模式。
IGF2BP2与miR-196-5p共同抑制成肌细胞发育并形成双负反馈环路
功能回复实验显示，无论是单独过表达miR-196-5p还是IGF2BP2，都能抑制成肌细胞的增殖和分化，而两者共转染则进一步加剧了这种抑制效果。机制深入探索发现，IGF2BP2作为一种RNA结合蛋白，能够结合miR-196-5p的前体转录本（包括pri-miR196A1, A2, B），并抑制其加工成熟为miR-196-5p的过程。这意味着miR-196-5p通过靶向IGF2BP2的3’UTR来降低其表达，而IGF2BP2蛋白则通过抑制miR-196-5p前体的表达来减少成熟miR-196-5p的产生，二者构成了一个独特的“双负反馈环路”，共同精细调控成肌细胞的命运。
研究结论与意义
本研究首次在鸡中系统揭示了IGF2BP2基因的多态性及其与生长性状的密切关联，筛选出多个可用于分子育种的优势基因型和单倍型，为粤西卷羽鸡的遗传改良提供了宝贵的分子标记资源。更重要的机制性发现是，研究阐明IGF2BP2并非独立发挥作用，而是与miR-196-5p形成了一个精巧的双负反馈环路，共同充当鸡骨骼肌发育的“刹车”调节器，协同抑制成肌细胞的增殖与分化。这一发现不仅揭示了禽类肌肉发育中一种新的转录后调控模式，丰富了我们对肌肉发育复杂调控网络的认识，其揭示的IGF2BP2功能在鸡与哺乳动物间的差异也提示了物种特异性调控机制的存在。该研究从群体遗传学到细胞分子机制，为通过靶向IGF2BP2/miR-196-5p通路来精准调控肌肉生长、提升家禽产肉性能的育种策略提供了坚实的理论依据和创新思路。
