lncRNA-MSTRG.7889.1竞争性结合bta-miR-146a靶向Smad4调控牦牛颗粒细胞的凋亡

【背景】卵泡颗粒细胞(Granulosa cells,GCs)凋亡是导致卵泡闭锁的重要原因,竞争性内源RNA(competing endogenous RNAs,ce RNA)机制已被证明参与调控GCs的凋亡过程。前期牦牛卵巢转录组测序发现lnc RNA-MSTRG.7889.1与bta-mi R-146a具有结合位点,而bta-mi R-146a和Smad4存在靶向关系。【目的】通过探究影响牦牛卵泡GCs凋亡的ce RNA分子调控机制,为揭示牦牛生殖调控的奥秘奠定基础。【方法】采集和分离成年母牦牛的健康和闭锁卵泡,利用RT-q PCR法检测lnc RNA-MSTRG.7889.1、bta-mi R-146a和Smad4在卵泡中的表达。制作牦牛健康和闭锁卵泡组织切片,TUNEL检测健康卵泡和闭锁卵泡中GCs的凋亡情况;荧光原位杂交分析lnc RNA-MSTRG.7889.1、bta-mi R-146a和Smad4在卵泡中的定位。体外分离和培养牦牛GCs,分别转染Smad4过表达载体和bta-mi R-146a mimics,流式细胞术检测GCs细胞凋亡率,Western blot检测促凋亡蛋白CASPASE3和BAX,抑凋亡蛋白BCL-2的表达;GCs共转染Smad4过表达载体和bta-mi R-146a mimics后,探究bta-mi R-146a是否靶向Smad4影响牦牛GCs的凋亡。将lnc RNA-MSTRG.7889.1过表达慢病毒载体感染GCs,流式细胞术和Western blot检测lnc RNA-MSTRG.7889.1对GCs凋亡的影响;lnc RNA-MSTRG.7889.1载体和bta-mi R-146a mimics共转染GCs,进一步分析lnc RNA-MSTRG.7889.1是否竞争性结合bta-mi R-146a靶向Smad4影响牦牛GCs的凋亡。【结果】lnc RNA-MSTRG.7889.1和Smad4 m RNA在牦牛健康卵泡中的表达极显著高于闭锁卵泡(P<0.01),而bta-mi R-146a的表达则相反(P<0.01)。TUNEL检测结果显示,在闭锁卵泡中GCs的荧光强度极显著高于健康卵泡(P<0.01),说明闭锁卵泡中GCs凋亡显著高于健康卵泡。荧光原位杂交结果显示Smad4、bta-mi R-146a和lnc RNA-MSTRG.7889.1在牦牛卵泡中共表达,其在健康和闭锁卵泡中的表达与RT-q PCR结果基本一致,提示可能存在ce RNA机制参与牦牛健康卵泡发育和卵泡闭锁过程。在牦牛GCs过表达Smad4使细胞凋亡率显著降低(P<0.01),CASPASE3和BAX蛋白的表达显著降低(P<0.01),BCL-2蛋白的表达显著升高(P<0.01);过表达bta-mi R-146a使GCs凋亡率显著升高(P<0.01),CASPASE3和BAX蛋白的表达显著升高(P<0.01),BCL-2蛋白的表达显著降低(P<0.01);bta-mi R-146a靶向抑制Smad4的表达(P<0.01);Smad4和bta-mi R-146a共转染GCs,结果显示bta-mi R-146a靶向抑制Smad4降低前者对GCs凋亡的促进作用(P<0.01)。过表达lnc RNA-MSTRG.7889.1使牦牛GCs凋亡率显著降低(P<0.01),CASPASE3和BAX蛋白的表达显著降低(P<0.01),BCL-2蛋白的表达显著升高(P<0.01);lnc RNA-MSTRG.7889.1显著抑制bta-mi R-146a的表达(P<0.01)。将lnc RNA-MSTRG.7889.1和bta-mi R-146a共转染GCs,结果表明lnc RNA-MSTRG.7889.1靶向bta-mi R-146a降低后者对GCs凋亡的促进作用(P<0.01);而且RT-q PCR法和Western blot检测结果表明lnc RNA-MSTRG7889.1竞争性结合bta-mi R-146a促进Smad4 m RNA和蛋白水平的表达(P<0.01)。【结论】lnc RNA-MSTRG.7889.1竞争性结合bta-mi R-146a促进Smad4的表达抑制牦牛GCs的凋亡。

转染miR-106a对牦牛卵泡颗粒细胞增殖和激素分泌的影响

为探究miR-106a对牦牛卵泡颗粒细胞(GCs)增殖和激素分泌的影响,本试验通过体外分离培养牦牛卵泡GCs,分别转染miR-106a模拟物(miR-106a mimics)和miR-106a抑制剂(miR-106a inhibitors),利用CCK-8法检测GCs细胞增殖,ELISA法分别检测雌二醇(E_2)和孕酮(P_4)激素分泌情况。结果显示,与对照组相比,24、48、72和96 h时,miR-106a mimics组和miR-106a inhibitors组牦牛GCs的细胞增殖受到极显著抑制(P<0.01)。与对照组相比,GCs转染48 h时,miR-106a mimics组E_2分泌量极显著升高,而miR-106a inhibitors组E_2分泌量极显著降低(P<0.01);GCs转染72 h时,miR-106a mimics组和miR-106a inhibitors组E_2分泌量均极显著降低(P<0.01);GCs转染48 h时,miR-106a mimics组和miR-106a inhibitors组P_4分泌量均极显著降低(P<0.01);而GCs转染72 h时则结果相反,miR-106a mimics组和miR-106a inhibitors组P_4分泌量均极显著升高(P<0.01)。结果表明,miR-106a转染牦牛GCs后对细胞增殖和激素分泌具有影响,为其在卵巢卵泡中的研究提供了数据支持。

牦牛“海绵吸附”bta-miR-146a的lncRNA筛选及靶向验证

【目的】筛选牦牛卵泡发育过程中可能对靶向Smad家族成员4(Smad family member 4,Smad4)基因的bta-miR-146a具有“海绵吸附”作用的长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)。【方法】使用miRanda和RNAhybrid数据库对靶向牦牛bta-miR-146a的lncRNA进行预测;采集牦牛卵巢,分离健康、闭锁卵泡,用Trizol法提取RNA并反转录为cDNA,利用PCR检测所预测lncRNA的表达情况;利用实时荧光定量PCR法检测所筛选lncRNA和bta-miR-146a/Smad4在牦牛健康、闭锁卵泡中的表达情况;构建lncRNA-ENSBGRT00000000387.1的野生型和突变型双荧光素酶载体,将其与bta-miR-146a-mimics、mimics NC共转染至HEK293T细胞,检测双荧光素酶活性。【结果】试验共筛选出7个可能对靶向Smad 4基因的bta-miR-146a具有“海绵吸附”作用的lncRNAs,其中的lncRNA-ENSBGRT00000000387.1在牦牛卵泡中表达量极显著高于其他lncRNAs(P<0.01)。实时荧光定量PCR检测发现,lncRNA-ENSBGRT00000000387.1、bta-miR-146a和Smad 4基因mRNA在牦牛健康和闭锁卵泡中共表达,且lncRNA-ENSBGRT00000000387.1和Smad 4基因mRNA在牦牛健康卵泡中的表达量均显著高于闭锁卵泡(P<0.05),bta-miR-146a在牦牛健康卵泡中的表达量极显著低于闭锁卵泡(P<0.01)。试验成功构建牦牛lncRNA-ENSBGRT00000000387.1野生型及突变型pmirGLO双荧光素酶报告质粒,双荧光素酶活性结果显示,bta-miR-146a mimics对牦牛lncRNA-ENSBGRT00000000387.1-WT具有极显著下调作用(P<0.01)。【结论】lncRNA-ENSBGRT00000000387.1、bta-miR-146a和Smad 4基因mRNA可能在牦牛卵泡发育或闭锁过程中存在调控机制,并在体外初步证实lncRNA-ENSBGRT00000000387.1与bta-miR-146a具有“海绵吸附”作用,这为进一步研究lncRNA-ENSBGRT00000000387.1在牦牛卵泡中的功能机制提供依据。

牦牛lncRNA ENSBGRT00000000387.1慢病毒载体构建及其对卵泡GCs凋亡的影响

旨在构建牦牛lncRNA ENSBGRT00000000387.1过表达慢病毒载体,并将其感染牦牛卵泡颗粒细胞(granulosa cells,GCs),了解它对细胞凋亡的影响。本研究提取牦牛卵泡RNA,以RT-PCR技术扩增lncRNA ENSBGRT00000000387.1全长序列,而后构建其重组质粒,并以慢病毒包装系统(pVSVG:pMDL:pRev)包装后利用qPCR法测定在293T细胞上的感染滴度,再感染分离培养的牦牛GCs,以qPCR检测GCs中lncRNA ENSBGRT00000000387.1的表达水平,并以流式细胞仪检测GCs的凋亡率,以Western blot和qPCR分别检测促凋亡基因CASPASE3、BAX和抑凋亡基因BCL-2的mRNA和蛋白表达水平。结果显示,由牦牛卵泡中成功扩增出lncRNA ENSBGRT00000000387.1的全长2566 bp序列,将其与LV-EF1a-EGFP-2A载体同源区的片段同源重组,经酶切鉴定及测序验证表明成功构建了重组质粒,将之经慢病毒包装系统包装和浓缩后,在293T细胞的感染效率达(75.77±0.850)%,qPCR测定结果显示该慢病毒滴度为7.32×10^(8)TU·mL^(-1),表明目的lncRNA过表达慢病毒载体成功构建;以该慢病毒感染牦牛卵泡GCs的感染效率达(52.93±1.168)%,qPCR结果显示感染GCs中目的lncRNA表达水平显著升高(P<0.01);流式细胞仪检测发现慢病毒感染组细胞凋亡率显著下降(P<0.01),促凋亡基因CASPASE3和BAX在mRNA和蛋白水平的表达量显著降低(P<0.01),而抑凋亡基因BCL-2表达量显著升高(P<0.01)。本试验成功构建了lncRNA ENSBGRT00000000387.1慢病毒载体,成功感染牦牛卵泡GCs后发现其具有抑制细胞凋亡的作用,说明其可能在牦牛卵泡功能中发挥作用。

西藏牦牛源多杀性巴氏杆菌OmpH基因的遗传进化、分子特征和抗原性分析

本研究旨在分析一株西藏牦牛源多杀性巴氏杆菌OmpH基因的遗传进化、分子特征和抗原性。从一株西藏牦牛源B型多杀性巴氏杆菌的全基因组测序中获得OmpH基因序列,对其核苷酸序列进行遗传进化分析,通过生物信息学软件在线对OmpH基因编码的氨基酸序列进行理论分子质量、理论等电点、亲水性和疏水性、跨膜结构、结构域、二、三级结构及抗原性分析。结果表明OmpH基因全长1002 bp,编码333个氨基酸;遗传进化分析发现,西藏牦牛源Pm的OmpH基因与新疆牦牛源的同源性最近。OmpH蛋白的分子特性分析发现该蛋白为亲水性蛋白,较为稳定,具有信号肽结构,所有序列均在膜外,无跨膜结构,属于分泌型蛋白,在PFAM数据库中存在Porin_1结构域及低复杂性区域;该蛋白的二、三级蛋白结构分析发现分子同源三聚体构成,其中无规则卷曲占比45.35%,结构较为稳定。抗原性分析OmpH蛋白的保护性抗原的总体预测为0.6945,高出正常阈值0.2945。OmpH具有抗原性的可能性较大,可作为免疫原性蛋白和多杀性巴氏杆菌疫苗的较佳候选抗原。

牦牛“海绵吸附”bta-miR-125b的lncRNA筛选验证及慢病毒载体构建

旨在筛选在牦牛卵泡发育过程中可能吸附bta-miR-125b的长链非编码RNA(lncRNA),并构建双荧光素酶载体与慢病毒过表达载体,为研究调控牦牛生殖相关lncRNA的功能及机制提供基础。利用miRanda与RNAhybrid数据库预测可能靶向牦牛bta-miR-125b的lncRNAs,筛选出bta-miR-125b具有“海绵吸附”作用的lncRNAs,由RNAhybrid进行结合位点预测,筛选出最优的lncRNA;采集牦牛卵巢分离卵泡并提取总RNA构建cDNA池,以RT-PCR技术扩增筛选所得lncRNA;在此基础上利用pmir-GLO载体构建技术构建该lncRNA野生型及突变型双荧光素酶报告载体,并将其与bta-miR-125b mimics共转染至293T细胞,检测双荧光素酶活性;最后利用慢病毒载体构建技术将测序正确的lncRNA与pHBLV-CMV-MCS-EF1-ZsGreen-T2A-puro载体同源区的片段同源重组,通过慢病毒包装系统(psPAX2:pMD2G)包装后感染293T细胞,计算感染效率及滴度。结果:两个数据库中的lncRNA-ARS-UCD1.2与bta-miR-125b存在紧密结合位点,扩增出lncRNA-ARS-UCD1.2的序列全长为1552 bp;双荧光素酶活性检测表明牦牛lncRNA-ARS-UCD1.2与bta-miR-125b mimic具有靶向关系(P<0.01);同源重组后经酶切鉴定及测序验证表明成功构建了重组质粒,感染效率达(61.520±0.875)%,感染滴度为4×10^(8)TU/mL,表明lncRNA-ARS-UCD1.2过表达慢病毒载体成功构建。综上,本试验筛选出牦牛“海绵吸附”bta-miR-125b的lncRNA,并验证了两者的靶向结合关系,同时成功构建了该lncRNA的过表达慢病毒载体,为下一步深入研究lncRNA在细胞中的功能机制奠定了基础。

牦牛bta-miR-146a对卵巢卵泡颗粒细胞自噬的影响研究

自噬是细胞广泛存在的程序性死亡机制,通过对细胞内衰老细胞器、长寿命蛋白以及外源病原微生物进行吞噬、降解,以维持细胞平衡。在卵巢中,卵泡颗粒细胞自噬对卵泡发育起着关键作用,失衡会导致闭锁。为探究miR-106a对牦牛卵泡颗粒细胞自噬的影响,本试验通过体外分离培养牦牛卵泡颗粒细胞后,分别转染bta-miR-146a模拟物(bta-miR-146a mimics)和bta-miR-146a抑制剂(bta-miR-146a inhibitor),利用荧光定量RT-PCR法、Western Blot和激光共聚焦法检测细胞的自噬相关基因mRNA和蛋白表达情况。结果显示,转染bta-miR-146a mimic组与mimic NC组相比激光共聚焦可检测到LC3B蛋白荧光强度降低(P<0.01);荧光定量RT-PCR检测发现LC3B、Atg-5和Beclin-1自噬指示基因mRNA表达量均极显著降低(P<0.01);bta-miR-146a inhibitor组与bta-miR-146a inhibitor NC组相比LC3B、Atg-5和Beclin-1极显著升高(P<0.01),bta-miR-146a mimic组与bta-miR-146a inhibitor组相比,LC3B、Atg-5和Beclin-1自噬指示基因m RNA表达量极显著降低(P<0.01)。Western Blot检测发现bta-miR-146a inhibitor组自噬指示蛋白LC3B、Atg-5和Beclin-1表达最高,bta-miR-146a mimic组表达最低;bta-miR-146a mimic组与bta-miR-146a mimic NC组相比,LC3B、Atg-5和Beclin-1蛋白表达极显著降低(P<0.01),bta-miR-146a inhibitor组与bta-miR-146a inhibitor NC相比LC3B、Atg-5和Beclin-1蛋白表达极显著升高(P<0.01),bta-miR-146a mimic组与bta-miR-146a inhibitor组相比,自噬指示蛋白LC3B、Atg-5和Beclin-1的表达量极显著降低(P<0.01)。上述结果表明bta-miR-146a mimic抑制牦牛卵泡颗粒细胞的自噬,而bta-miR-146a inhibitor促进牦牛卵泡颗粒细胞的自噬。