全转录组分析揭示LncRNA-FNIP2/miR-24-3p/FNIP2轴在鸡脂肪生成中的潜在调控机制

Whole Transcriptome Analysis Reveals a Potential Regulatory Mechanism of LncRNA-FNIP2/miR-24-3p/FNIP2 Axis in Chicken Adipogenesis.

作者信息Lijin Guo, Xiaohuan Chao, Weiling Huang, Zhenhui Li, Kang Luan, Mao Ye, Siyu Zhang, Manqing Liu, Hongmei Li, Wen Luo, Qinghua Nie, Xiquan Zhang, Qingbin Luo
PMID34249911
发布时间2021-06-24
DOI10.3389/fcell.2021.653798

实验完整度

高

包含转录组测序、qRT-PCR、双荧光素酶报告基因、油红O染色、Western blot,以及过表达/敲低和回复实验,涵盖多层级功能与机制验证。

主要模型

六只高腹脂率三黄鸡与六只低腹脂率三黄鸡的肝脏组织 永生化鸡前脂肪细胞ICP1

重点核对

高/低腹脂率分组依据腹脂率:低组2.81-3.89%,高组8.04-9.75% ICP1细胞培养条件:DMEM/F12培养基,10%胎牛血清,0.1%/0.2%青霉素/链霉素,5% CO2,37°C 转染剂量:DNA为1 μg/well(12孔板)或0.1 μg/well(96孔板);寡核苷酸终浓度50 μM 成脂诱导:转染后12小时,使用含15%胎牛血清和0.2%油酸的培养基诱导48小时

摘要

脂质生物合成是一个复杂的过程,受包括lncRNA在内的多种因素调控。然而,lncRNA在鸡腹部脂肪积累中的作用仍不清楚。在本研究中,我们收集了6只高腹脂率三黄鸡和6只低腹脂率三黄鸡的肝脏组织,进行lncRNA测序和小RNA测序。共有2,265个lncRNA、245个miRNA和5,315个mRNA差异表达。其中,1,136个差异表达基因富集在代谢过程中。共有36个差异表达基因被认为是差异表达lncRNA的靶标,富集在代谢过程中。此外,我们还发现8个差异表达miRNA可以靶向19个差异表达基因。FNIP2和PEX5L共享于顺式调控网络和差异表达miRNA靶向关系网络中。LncRNA-FNIP2/miR-24-3p/FNIP2轴被认为是可能参与脂质合成的潜在候选。实验上,阐明了lncRNA-FNIP2/miR-24-3p/FNIP2轴的客观真实性,并验证了lncRNA-FNIP2/miR-24-3p/FNIP2轴对合成的调控作用。简而言之,我们的研究揭示了一种潜在的新型调控机制,即lncRNA-FNIP2/miR-24-3p/FNIP2轴被认为参与鸡肝脏脂肪生成过程中的脂质合成。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
lncRNA在鸡肝脏脂肪生成过程中的调控机制尚不清楚,本研究旨在通过全转录组分析揭示潜在调控网络。
核心机制
lncRNA-FNIP2作为miR-24-3p的海绵,通过竞争性内源RNA机制释放FNIP2,从而促进脂质合成。
主要证据
转录组测序和功能实验验证:FNIP2促进脂滴形成,miR-24-3p靶向抑制FNIP2,lncRNA-FNIP2通过吸附miR-24-3p恢复FNIP2表达,且突变miR-24-3p结合位点后失去该功能。
研究意义
揭示了lncRNA-FNIP2/miR-24-3p/FNIP2轴作为鸡脂肪生成的新调控机制,为理解鸡腹部脂肪沉积的表观遗传调控提供了新见解。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

全转录组测序及差异表达分析

鉴定高、低腹脂率鸡肝脏中差异表达的lncRNA、miRNA和mRNA,筛选参与脂质代谢的候选基因。

收集6只高腹脂率和6只低腹脂率三黄鸡的肝脏组织,提取总RNA,构建cDNA文库,进行lncRNA和小RNA测序,分析差异表达并鉴定新转录本。

2

lncRNA靶基因预测及网络构建

预测差异表达lncRNA的潜在靶基因,构建顺式调控网络,识别核心调控轴。

通过基因组位置和相关性分析预测lncRNA的顺式靶基因,并构建DEL-DEG相互作用网络。

3

miRNA靶基因预测及网络构建

预测差异表达miRNA的靶基因,构建DES-DEM网络,寻找与lncRNA网络共享的基因。

使用miRanda和RNAhybrid预测miRNA靶基因,并与差异表达mRNA交集,构建靶向关系网络。

4

验证FNIP2对前脂肪细胞脂质合成的影响

验证FNIP2在鸡前脂肪细胞脂质合成中的作用。

在ICP1细胞中过表达或敲低FNIP2,检测脂滴形成和脂质合成相关基因表达。

5

验证miR-24-3p对FNIP2的靶向调控

验证miR-24-3p是否通过靶向FNIP2抑制脂质合成。

通过双荧光素酶报告基因验证miR-24-3p与FNIP2 3'UTR的结合,并用miR-24-3p mimic/inhibitor处理ICP1细胞,检测FNIP2表达和脂滴形成。

6

验证lncRNA-FNIP2通过ceRNA机制调控FNIP2

验证lncRNA-FNIP2是否作为miR-24-3p海绵,解除miR-24-3p对FNIP2的抑制。

通过双荧光素酶报告基因验证lncRNA-FNIP2与miR-24-3p结合,并进行回复实验,检测FNIP2表达和脂质合成相关基因。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

样本转录组测序与分析
差异表达分析
细胞功能验证

产品清单

实验环节名称品牌货号
Trizol试剂Invitrogen--
NanoDrop 2100Thermo Fisher Scientific--
Ribo-ZeroTM rRNA去除试剂盒Epicentre--
TruSeq链特异性试剂盒Illumina--
DNase IThermo Fisher Scientific--
RNase HThermo Fisher Scientific--
HiScript II Q RT SuperMix for qPCR (+gDNA wiper)Vazyme--
miRNA第一链cDNA合成试剂盒(茎环法)Vazyme--
ChamQ通用SYBR qPCR预混液Vazyme--
QuantStudio 5Thermo Fisher Scientific--
DMEM/F12培养基Gibco--
胎牛血清Gibco--
青霉素/链霉素Gibco--
Lipofectamine 3000试剂Invitrogen--
双荧光素酶报告基因检测试剂盒Vazyme--
多功能酶标仪Biotek--
油酸Sigma--
油红O染色试剂盒Solarbio--
电镜?Nikon--
RIPA裂解液Beyotime--
PVDF膜Bio-Rad--
抗PPARγ抗体BIOSSbs-0530R
抗FNIP2抗体BIOSSbs-13194R
抗GAPDH抗体BIOSSbsm-33033M
抗小鼠二抗CST7076P2
抗兔二抗CST7074P2
ECL过氧化物酶显色试剂盒Vazyme--
Odyssey成像系统Li-cor--
pmiR-GLO载体----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物分组
分组依据:腹脂率范围低组2.81-3.89%,高组8.04-9.75%;样本量:每组6只。
阅读提示:Methods - Samples for RNA Sequencing
细胞培养与诱导
ICP1细胞培养条件:DMEM/F12培养基,10%胎牛血清,0.1%/0.2%青霉素/链霉素,5% CO2,37°C;成脂诱导:转染后12小时,含15%胎牛血清和0.2%油酸的培养基,诱导48小时。
阅读提示:Methods - Cell Culture and Cell Transfection、Oil Red O Staining
转染条件
DNA转染剂量:1 μg/well(12孔板)或0.1 μg/well(96孔板);寡核苷酸(mimic/inhibitor)终浓度50 μM。
阅读提示:Methods - Cell Culture and Cell Transfection
双荧光素酶报告基因
使用pmiR-GLO载体,共转染组合:WT+miR-24-3p mimic,MT+miR-24-3p mimic,WT+mimic NC,MT+mimic NC。
阅读提示:Methods - Dual-Luciferase Reporter Assay
qRT-PCR内参
U6用于miRNA,GAPDH用于mRNA和lncRNA。
阅读提示:Methods - Reverse Transcription Reaction and Quantified Real Time PCR (qRT-PCR)