年龄的增加或力学失负荷都会导致肌肉萎缩,进而影响多种疾病的发生发展及预后。遗憾的是目前临床上还没有治疗肌肉萎缩的有效方法。已有多个长链非编码RNA被发现在肌肉正常的生理过程中起调节作用,然而,目前尚未发现参与贡献肌肉萎缩模型的关键LncRNA。
3月7日,香港中文大学的研究人员在JournalofCachexiaSarcopeniaAndMuscle杂志(IF=9.,该杂志以约稿为主,投稿难度很大)发表题为:AnewlyidentifiedlncRNAMAR1actsasamiR-bspongetopromoteskeletalmuscledifferentiationandregeneration.(见下图)
在这项研究中,研究人员筛选出了萎缩肌肉中下调最明显的LncRNA-MAR1(肌肉合成代谢调节因子1),通过一系列的体外、体内实验证实了其通过作为miR-b海绵,调节Wnt5a蛋白,在肌肉分化生长过程中起重要调控作用,并且验证了肌肉内MAR1表达水平降低可直接导致肌肉萎缩,为防治肌肉萎缩提供了一类新颖的分子靶点。
接下来我们看下这篇文章都做了什么。
1、LncRNAMAR1表达与肌肉质量正相关
研究人员通过基因芯片分析,对比成年小鼠(6个月)与老年小鼠(24个月),筛选出了萎缩肌肉中下调最明显的LncRNA,命名为:MAR1;进一步的PCR结果显示,MAR1在成年小鼠骨骼肌中的表达量远高于其他组织;在不同的骨骼肌中,腓肠肌中的MAR1表达量最高;骨骼肌中的MAR1水平从幼年小鼠(2个月)到成年小鼠(6个月)再到老年小鼠(24个月)先升高再降低;腓肠肌/体重比(M/B比值)在小鼠成年期达到最高,当小鼠衰老时该比值随之下降;分析显示,在肌肉生长和衰老过程中,MAR1表达与M/B比值呈正相关;此外,骨骼肌中MAR1的表达水平在力学失负荷过程中下调,并在重新加载时恢复。
2、MAR1在体外促进了C2C12肌细胞的肌原分化
3、在C2C12细胞中预测和验证miR-b作为MAR1的靶miRNA之一
4、在C2C12细胞中预测和验证Wnt5a作为miR-b靶标
5、MAR1促进C2C12细胞中Wnt5a蛋白的表达水平
6、MAR1促进小鼠骨骼肌质量/强度和Wnt5a蛋白水平
7、增强MAR1表达会减弱老龄鼠的肌肉萎缩
8、增强MAR1表达会减弱后肢悬吊模型小鼠的肌肉萎缩
总结如下图
据论文的第一作者香港中文大学中医学院张宗康博士介绍说,“肌肉合成代谢降低是肌肉萎缩的一大成因,开发能够有效促进肌肉合成代谢的药物是临床预防甚至逆转肌肉萎缩所迫切需要的。因此,研究肌肉萎缩过程中肌肉合成代谢降低的分子机制并发现新颖的分子靶点尤为重要。我们发现肌肉特异性过表达MAR1后,可以成功缓解力学失负荷或老年增龄所致的肌肉细胞分化水平降低、肌管形成减少、肌肉重量降低、肌肉纤维横截面积减小,肌力下降以及相应肌肉合成相关蛋白表达下降,提供了全新的基于长链非编码RNA的促进肌肉合成代谢策略。”
论文的共同第一作者香港中文大学中医学院李杰博士说,“我们在体外机制研究中发现MAR1可通过内源性竞争机制结合miR-b,从而促进miR-b的靶蛋白-对肌肉合成具有正性作用的Wnt5a的表达,进而促进肌肉的生长分化。有趣是的,这项研究也同时发现了一个参与肌肉萎缩的非编码的小核酸miR-b,进一步更新了人们对非编码核酸这类新颖的分子靶点参与肌肉萎缩疾病的分子机制的认识。”
参考文献:
Zhang,Z.K.,Li,J.,Guan,D.,Liang,C.,Zhuo,Z.,Liu,J.,...Zhang,B.T.().AnewlyidentifiedlncRNAMAR1actsasamiR‐bspongetopromoteskeletalmuscledifferentiationandregeneration.JournalofCachexia,SarcopeniaandMuscle.
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