MicroRNA-542-3p靶向Pten抑制成肌细胞增殖,但抑制肌原性分化不依赖于靶向Pten

MicroRNA-542-3p targets Pten to inhibit the myoblasts proliferation but suppresses myogenic differentiation independent of targeted Pten.

作者信息Dandan Li, Yongqi Yue, Xinxin Feng, Weibing Lv, Yilin Fan, Peiran Sha, Te Zhao, Yaqiu Lin, Xianrong Xiong, Jian Li, Yan Xiong
PMID38561670
发布时间2024-04-01
DOI10.1186/s12864-024-10260-y

实验完整度

包含细胞模型(C2C12、293T)、功能获得与缺失实验(增殖和分化)、双荧光素酶报告基因验证靶基因及拯救实验。

主要模型

C2C12成肌细胞 HEK293T(293T)细胞

重点核对

miR-542-3p mimic转染浓度为80 nM,inhibitor为100 nM si-Pten转染浓度为100 nM 增殖检测在转染后48小时进行 分化检测在诱导后3天进行 分化培养基含2%马血清

摘要

背景:非编码RNA是骨骼肌发育和产后生长的关键表观遗传调控因子,据报道miR-542-3p在不同物种的骨骼肌中保守且高表达。然而,它在肌肉干细胞增殖和肌生成中的确切功能仍有待确定。方法:使用miR-542-3p模拟物和抑制剂转染增殖和分化状态的C2C12细胞。采用RT-qPCR、EdU染色、免疫荧光染色、细胞计数试剂盒8(CCK-8)和Western blot评估miR-542-3p引起的增殖和肌原性分化。采用双荧光素酶报告基因分析和靶基因的拯救实验揭示分子机制。结果:数据显示,过表达miR-542-3p下调增殖标记基因的mRNA和蛋白水平,减少EdU+细胞和细胞活力。此外,敲低它促进了上述表型。对于分化,miR-542-3p功能获得降低了肌原性基因(包括MYOG、MYOD1等)的mRNA和蛋白水平。此外,用MYHC抗体免疫染色的免疫荧光显示,与对照组相比,miR-542-3p模拟物组的肌管数量、荧光强度、分化指数和肌管融合指数均降低。相反,在miR-542-3p抑制剂组中这些表型呈增加趋势。机制上,通过双荧光素酶报告基因检测,磷酸酶和张力蛋白同源物(Pten)被鉴定为miR-542-3p的真正的靶基因,si-Pten与miR-542-3p抑制剂联合处理完全拯救了miR-542-3p功能缺失对增殖的促进作用。结论:本研究表明miR-542-3p抑制成肌细胞的增殖和分化,Pten是miR-542-3p在成肌细胞增殖中的依赖性靶基因,但在分化中不是。

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
miR-542-3p在成肌细胞增殖和肌原性分化中的具体作用及其分子机制。
核心机制
miR-542-3p直接靶向Pten的3'UTR,抑制Pten表达,从而抑制成肌细胞增殖;但抑制分化不依赖于Pten。
主要证据
RT-qPCR、Western blot、EdU染色和CCK-8实验表明miR-542-3p抑制增殖,双荧光素酶报告基因验证Pten为直接靶基因,si-Pten与miR-542-3p抑制剂共转染拯救增殖表型,但未拯救分化表型。
研究意义
有助于理解miR-542-3p调控成肌细胞增殖和分化的具体作用模式,并扩展在miRNA水平研究骨骼肌的知识。

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

表达模式分析

分析miR-542-3p在不同物种和肌生成过程中的表达模式。

通过整合分析肌肉营养不良患者、猪和山羊骨骼肌发育的差异miRNA,鉴定miR-542-3p为唯一重叠miRNA;进行序列保守性分析;在C2C12细胞诱导分化后检测miR-542-3p表达。

2

过表达miR-542-3p对增殖的影响

验证miR-542-3p过表达对成肌细胞增殖的影响。

用miR-542-3p mimic转染C2C12细胞,检测增殖标志基因和蛋白表达、EdU掺入和细胞活力。

3

敲低miR-542-3p对增殖的影响

验证miR-542-3p敲低对成肌细胞增殖的影响。

用miR-542-3p inhibitor处理C2C12细胞,检测增殖标志基因和蛋白表达、EdU掺入和细胞活力。

4

miR-542-3p对分化的影响

验证miR-542-3p对成肌细胞分化的影响。

转染mimic或inhibitor后诱导分化,检测肌原性标志基因和蛋白表达、肌管形态和融合。

5

靶基因预测和验证

预测并验证miR-542-3p的直接靶基因。

利用生物信息学软件预测靶基因,构建Pten野生型和突变型双荧光素酶报告载体,进行双荧光素酶报告基因实验,并检测Pten的表达。

6

Pten功能验证和拯救实验

验证Pten在miR-542-3p调控增殖和分化中的作用。

敲低Pten观察对增殖和分化的影响,并共转染si-Pten和miR-542-3p inhibitor进行拯救实验。

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。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基GibcoC11995500BT
胎牛血清AlphaCell100,061
青霉素-链霉素BiosharpBL505A
马血清SolarbioS9050
Lipofectamine 3000转染试剂InvitrogenL3000015
TRIzol试剂VazymeR401-01
Nanodrop ND-1000分光光度计Thermo Fisher--
PrimeScript RT预混液Takara--
SYBR qPCR预混液Vazyme--
SYBR实时PCR混合液BioTeke--
Bio-Rad CFX96系统Bio-Rad--
5-乙炔基-2'-脱氧尿苷BeyotimeC0078S
DAPI----
CCK-8试剂盒AbMoleM4839
酶标仪Perkin Elmer--
山羊血清----
牛血清白蛋白----
TritonX-100----
MYHC抗体DSHBMF
Alexa Fluor 568山羊抗兔IgGInvitrogenA11011
山羊抗小鼠IgG H&L/FITCBiossbs-0296G-FITC
共聚焦显微镜ZeissLSM800
RIPA裂解液----
蛋白酶抑制剂----
BCA蛋白定量试剂盒BiosharpBL521B
SDS-PAGE凝胶----
PVDF膜----
抗Pten抗体Biossbsm-33319M
β-actin抗体Biossbsm-33036M
CCND1抗体WanleibioWL01435a
CCNB1抗体WanleibioWL01760
MYOG抗体Abcamab124800
MYOD1抗体WanleibioWL04662
双荧光素酶报告基因检测试剂盒VazymeDL101-01
TargetScan 7.2----
miRDB----
DIANA----

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
细胞培养
C2C12细胞生长培养基成分(DMEM、10%FBS、1%PS),分化培养基(2%马血清),培养条件(37°C、5%CO2)
阅读提示:Methods - Cell culture
细胞转染
miR-542-3p mimic (80 nM),inhibitor (100 nM),si-Pten (100 nM) 的浓度,转染试剂(Lipofectamine 3000)
阅读提示:Methods - Cell transfection
增殖检测
转染后48小时检测,EdU浓度和孵育时间(10 µM,2小时),CCK-8检测时间点(12、24、48、72小时)
阅读提示:Methods - EdU staining, CCK-8 assay
分化检测
转染后24小时诱导分化,诱导后3天检测,分化培养基成分(2%马血清)
阅读提示:Methods - Cell transfection, Figure legends 4 and 5
双荧光素酶报告基因
293T细胞共转染,48小时后检测,野生型/突变型Pten 3'UTR载体
阅读提示:Methods - Dual-Luciferase reporter assay, Figure 6