敲低circFOXN3基因可促进牛肌母细胞的增殖和分化

《Probiotics and Antimicrobial Proteins》：Knockdown of circFOXN3 Promotes the Proliferation and Differentiation of Bovine Myoblasts

circRNA通过调控细胞周期影响牛肌原细胞增殖与分化的分子机制研究

　　

摘要

环状RNA（circRNAs）正成为骨骼肌发育的关键调节因子，而骨骼肌发育对牲畜的肉产量至关重要。然而，大多数circRNAs在牛肌肉生成过程中的具体功能仍不清楚。本研究探讨了一种新型circRNA——circFOXN3在牛肌母细胞增殖和分化中的作用。我们首先通过使用不同的引物和Sanger测序方法确定了circFOXN3的特异性反向剪接接头，证实了其环状结构；同时验证了它对RNase R酶的抵抗性以及在放线菌素D处理下的稳定性。亚细胞分离实验表明，circFOXN3主要位于细胞质中。定量实时聚合酶链反应（qRT-PCR）分析显示，circFOXN3在肌肉组织中高表达且表达具有动态性，尤其是在肌母细胞增殖和分化过程中。在增殖阶段，使用特异性小干扰RNA（siRNAs）敲低circFOXN3后，肌母细胞增殖显著增强，这体现在增殖标志基因（PCNA、CCND2）的表达升高以及5-乙炔基-2’-脱氧尿苷（EdU）的掺入量增加。circFOXN3敲低后的RNA-seq分析揭示了一组差异表达基因（DEGs）。京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析显示，该基因在关键通路中富集，尤其是细胞周期通路。此外，对DEGs进行的蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）分析发现了细胞周期通路中的几个核心节点，包括CDC20、CDK1、BUB1和CCNA2。相反，在分化阶段敲低circFOXN3可促进肌生成分化，这通过分化标志基因（MyoG、MyoD1）的上调及肌管形成的增强得到证实。我们的研究结果首次提供了circFOX3作为牛肌肉生成强大负调控因子的功能证据：其沉默作用通过细胞质定位调控关键细胞周期通路和基因表达网络，从而促进肌母细胞增殖和最终分化。这些发现使circFOX3成为提高牛肌肉生长和生产效率的遗传策略中的有前景的分子靶点。