《Biology Direct》：A novel TAp63γ–Airn regulatory axis governs early myogenic gene networks
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骨骼肌发育依赖于严密协调的转录程序，然而长链非编码RNA（long non-coding RNA, lncRNA）对成肌分化（myogenesis）的贡献仍大多未被阐明。研究人员此前证实转录因子TAp63γ在成肌细胞分化过程中上调，并调控参与成肌成熟早期阶段的
骨骼肌发育依赖于严密协调的转录程序，然而长链非编码RNA（long non-coding RNA, lncRNA）对成肌分化（myogenesis）的贡献仍大多未被阐明。研究人员此前证实转录因子TAp63γ在成肌细胞分化过程中上调，并调控参与成肌成熟早期阶段的基因表达。本研究通过对分化中小鼠成肌细胞进行转录组（transcriptome）分析和p63染色质免疫沉淀测序（chromatin immunoprecipitation followed by sequencing, ChIP-seq）分析，鉴定lncRNA Airn是TAp63γ的直接转录靶标。研究结果表明，Airn是此前未被认识的成肌定向（myogenic commitment）调控因子，可在mRNA及蛋白水平调节MyoD和myogenin（MyoG）的表达。本研究揭示了一条对正常骨骼肌分化至关重要的新型TAp63γ–Airn轴，并可能与肌消耗性疾病（muscle-wasting diseases）相关。
研究背景与目的：《Biology Direct》刊载的该研究指出，骨骼肌发育由肌源性调节因子（muscle regulatory factors, MRFs）如Myf5、MyoD、MRF4及myogenin（MyoG）精密调控，而lncRNA在成肌分化中的作用尚待深入。p53家族成员TAp63γ此前被报道在成肌细胞分化中累积并影响线粒体呼吸及终末分化，但其下游lncRNA介导的机制不明。研究人员旨在鉴定TAp63γ依赖的lncRNA，探究其对成肌分化的调控作用。研究发现TAp63γ直接激活印记基因lncRNA Airn（antisense Igf2r RNA non-coding，位于Igf2r基因第二内含子反义链），Airn进而上调MyoD和MyoG的表达，确立了一条新的TAp63γ–Airn促分化信号轴，为理解肌发育及肌消耗疾病提供了新视角。
主要技术方法：采用小鼠成肌细胞系C2C7及C2C12 Tet-ON，进行p63及Airn siRNA/shRNA敲低与TAp63γ诱导过表达；分化0 h与36 h收集样本行全转录组微阵列分析（whole-transcriptome profiling）；利用已发表及自测H3K27ac ChIP-seq结合p63scan预测p63结合基序；TAp63γ ChIP-PCR验证结合Airn基因第二内含子含经典p63响应元件区域；双荧光素酶报告基因实验（luciferase assay）检测Airn内含子增强子区受TAp63α/γ转录激活；RT-qPCR及Western blot检测Airn、MyoD、MyoG的mRNA及蛋白水平变化。
研究结果：
Airn is a p63-dependent lncRNA expressed during myoblast differentiation
研究人员对分化36 h的C2C7细胞行p63沉默后转录组测序，发现1109个编码基因与47个非编码基因显著失调（|log?FC|≥1, p<0.05），其中lncRNA Airn显著下调（logFC=-2.013, p=0.000257）。表明Airn是p63依赖且在成肌分化中上调表达的lncRNA。
TP63 binds Airn gene and controls its transcription during myoblast differentiation
分析已发表TAp63γ ChIP-seq数据发现Airn第二内含子有两个TAp63γ结合峰，其中一处与H3K27ac富集区重合且含经典p63结合基序。RT-qPCR显示C2C7分化36 h Airn升高约6倍，p63敲减使其降低约40%，TAp63γ诱导过表达使其升高约3倍。ChIP-PCR及荧光素酶报告实验证实TAp63γ直接结合Airn内含子内p63响应元件并激活其转录。证明Airn是TAp63γ直接转录靶基因。
Airn modulates MyoD and MyoG levels during myoblast differentiation
用shRNA敲低Airn后，分化36 h成肌细胞中MyoD mRNA降低约70%、蛋白降低约60%，MyoG mRNA降低约90%、蛋白降低约80%。表明Airn正向调控早期（MyoD）与晚期（MyoG）肌源性转录因子的表达，促进成肌定向与分化。
讨论部分总结：本文首次揭示Airn为TAp63γ直接靶基因，在小鼠成肌分化中介导TAp63γ对MyoD和MyoG的上调作用，Airn功能缺失模拟TAp63γ缺失表型。不同于Airn已知在胚胎干细胞中介导亲本等位基因印记沉默或在心肌细胞中结合IGF2BP2调控翻译，本研究发现其在骨骼肌中具有促成肌分化的新功能，符合lncRNA组织特异性多重功能特征。研究局限包括TAp63γ ChIP-seq源自END2细胞因成肌细胞TAp63γ丰度低，以及Airn调控MyoD/MyoG的具体分子机制（染色质重塑或mRNA稳定等）尚未明确，有待后续解析。
结论（翻译）：综上所述，研究结果支持lncRNA Airn作为TAp63直接靶基因，在小鼠成肌细胞分化早期阶段发挥此前未被认识的关键调控作用。仍需进一步详细研究以明确其在肌细胞中结构/功能特征、亚细胞定位及分子互作伙伴。这些见解将有助于阐明调控肌肉分化的复杂分子网络，并为肌消耗性疾病的新疗法开发提供支持。
