调控内蒙古绒山羊皮肤毛囊周期发育的lncRNA/mRNA研究

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内蒙古绒山羊是我国重要的绒肉兼用型绒山羊品种,其绒毛是重要的毛纺织原料,具有纤细、柔软、轻薄等优点。山羊绒是一种源自于绒山羊次级毛囊的角质化产物,内蒙古绒山羊次级毛囊的生长周期可划分为三个阶段:生长期、退行期和休止期,绒毛的生长与脱落的过程与次级毛囊生长期的活跃增殖到退行期的凋亡再到休止期的停止生长的一系列周期生物学变化直接相关。研究发现许多1nc RNA在皮肤毛囊的生长具有周期性的特点,因此本研究利用RNA-seq技术,对羊绒不同月份的皮肤组织进行转录组测序,对皮肤毛囊生长期、退行期、休止期三个时期的数据两两比较,获得显著差异表达的1nc RNA及基因并进行生物信息学分析,最后q RT-PCR验证,筛选出可能调控皮肤毛囊周期转换的潜在1nc RNA,为进一步研究1nc RNA的功能和探讨特异性1nc RNA在皮肤毛囊周期转换中的作用提供理论依据。具体结果如下:1、十个月份山羊皮肤样品文库共鉴定出5138个可靠的1nc RNA,其中新lnc RNA1299个,已知lnc RNA 3839个;8%为基因间lnc RNA,10%为内含子lnc RNA,9%为反义lnc RNA。鉴定出的1nc RNA具有更少的外显子数,更低的表达量及更短的开放阅读框。2、休止期与生长期皮肤毛囊组织中有5157个转录本和275个lnc RNA差异表达。基因2265个上调,2892个下调。lnc RNA 192个上调,83个下调。生长期与退行期中有5157个基因和378个lnc RNA差异表达,基因2846个上调,2311个下调。lnc RNA316个上调,62个下调。退行期与休止期中有5042个基因和478个lnc RNA差异表达,m RNA转录本2598个上调,2444个下调。lnc RNA 420个上调,58个下调。3、休止期与生长期差异转录本及lnc RNA靶基因富集到与毛囊细胞迁移、毛细血管再生、细胞信号转导调控等生物学过程及与细胞增殖相关的VEGF、MAPK信号通路。生长期与退行期差异转录本及lnc RNA靶基因富集在DNA双链解旋、翻译的负调控、角蛋白丝等生物学过程及与细胞凋亡相关的PI3K-Akt信号通路。退行期与休止期差异转录本及lnc RNA靶基因富集到细胞组分分解、器官形态发生、细胞周期调控等生物学过程及与周期相关的Cell cycle、细胞凋亡相关的Rap1信号通路。4、利用q RT-PCR对不同时期12个差异表达的1nc RNA和基因进行验证,结果表明q RT-PCR结果与RNA-seq测序结果的趋势一致。分析筛选出可能与皮肤毛囊周期转换相关的关键lnc RNA及其靶基因对如:MSTRG.528.1(FGF21)、MSTRG.25611.2(VEGFA)。
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