lncRNA调控的干细胞命运：RPS3介导Gm16751–Zhx3相互作用网络，从而调控精原干细胞的分化过程

《Cell & Bioscience》：lncRNA-operated stem cell fate control: RPS3 mediates the in situ Gm16751–Zhx3 interactome to program spermatogonial stem cell differentiation

　　

摘要

背景

长链非编码RNA（lncRNAs）在哺乳动物雄性配子发生过程中发挥着关键的调控作用。高通量技术的进步表明，lncRNAs通过与蛋白质、DNA和RNA的动态相互作用，调控了强大、灵活且具有情境特异性的基因调控网络，从而影响转录和转录后过程。然而，原位lncRNA-mRNA相互作用在精原干细胞（SSC）分化中的具体机制作用仍不明确。

方法

通过长链RNA测序（LongRNA-seq）系统地鉴定出差异表达的转录本，包括lncRNA、mRNA和circRNA。随后利用RNA原位构象测序（RIC-seq）技术绘制了RNA-RNA原位相互作用图谱。通过单分子荧光原位杂交（smFISH）结合RNA反义纯化及定量PCR（RAP-qPCR）和双荧光素酶报告基因检测验证了Gm16751–Zhx3之间的相互作用。通过EdU染色、凋亡检测和mRNA稳定性检测分别评估了其对SSC分化的功能影响。采用液相色谱-串联质谱（LC-MS）和RNA免疫沉淀-PCR（RIP-qPCR）技术筛选并鉴定与Gm16751和Zhx3相互作用的RNA结合蛋白（RBP）。通过交联免疫沉淀后进行qPCR（CLIP-qPCR）进一步确定了特异性结合序列。通过RAP-qPCR、RIP-qPCR、嘌呤霉素掺入检测和RNA稳定性检测验证了RBP对SSC分化的调控作用。

结果

我们利用RIC-seq和LongRNA-seq系统地鉴定了lncRNA Gm16751与Zhx3 mRNA在SSC分化过程中的功能性相互作用，并通过Circos图进一步可视化这一过程。从机制上讲，我们发现Gm16751增强了Zhx3的mRNA稳定性，从而促进了SSC的分化。此外，质谱分析显示RPS3（核糖体蛋白S3）作为关键的RBP，介导了Gm16751与Zhx3之间的相互作用，最终稳定了Zhx3的mRNA并调节了SSC的分化。

结论

我们的研究发现了一对新的lncRNA-mRNA相互作用对Gm16751/Zhx3，该相互作用由RPS3介导，并促进了SSC的分化。这一发现为理解雄性生殖细胞发育的调控机制提供了重要见解，也为理解精子发生过程中的分子调控机制提供了新的视角。

图形摘要

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