LNC004268通过hnRNPK-CNOT2轴调控绵羊成肌细胞增殖与分化的分子机制研究

本研究针对绵羊肌肉发育调控机制不明的问题，通过解析长链非编码RNA LNC_004268与RNA结合蛋白hnRNPK的互作机制，发现其通过稳定CNOT2 mRNA抑制成肌细胞增殖并促进分化。该研究为lncRNA介导的肌肉发育调控提供了新见解，对家畜育种具有重要指导意义。

　　

肌肉发育是一个精密调控的生物学过程，其中成肌细胞的增殖与分化平衡直接影响肌肉质量和功能。在农业领域，理解这一调控机制对改良家畜肉质性状具有重要意义。长链非编码RNA（lncRNA）作为重要的表观遗传调控因子，在肌肉发育中扮演关键角色，但其具体作用机制仍有大量未知。特别是在绵羊等经济畜种中，lncRNA如何通过RNA结合蛋白（RBPs）调控肌肉发育的分子通路尚待阐明。

甘肃农业大学动物科学技术学院的研究人员在《International Journal of Biological Macromolecules》发表的研究，首次揭示了lncRNA LNC_004268通过hnRNPK-CNOT2轴调控绵羊成肌细胞增殖与分化的分子机制。研究人员通过比较小尾寒羊（STH）和苏尼特羊（SNT）的肌肉组织，发现LNC_004268在STH中高表达，并主要定位于细胞核内。为阐明其功能，研究团队采用RNA pull-down结合质谱分析、RNA免疫共沉淀（RIP）、荧光原位杂交（FISH）等技术，结合细胞功能实验和分子互作分析，系统解析了LNC_004268的作用机制。

研究结果显示：

3.1. LNC_004268的生物学特性分析

通过RT-qPCR验证LNC_004268在STH肌肉组织中显著高表达。免疫荧光和亚细胞定位分析证实该lncRNA主要定位于细胞核，染色体定位分析显示其位于3号染色体149,559,193-149,559,716bp区间。

3.2. LNC_004268抑制成肌细胞增殖并促进分化

功能实验表明，干扰LNC_004268表达可显著提高增殖标志物CDK4和CCND1的表达，增强细胞活力；而过表达则促进分化标志物MyHC-I和MyoD的表达，增加肌管形成。CCK-8和EdU实验证实LNC_004268对增殖的抑制作用。

3.3. LNC_004268与RNA结合蛋白hnRNPK结合

RNA pull-down联合质谱分析鉴定出hnRNPK是LNC_004268的特异性结合蛋白，KEGG分析显示hnRNPK在遗传信息处理通路中显著富集。RIP实验反向验证了这一互作关系。

3.4. LNC_004268通过hnRNPK增强CNOT2 mRNA稳定性

生物信息学预测和实验验证发现，位于LNC_004268下游83bp的CNOT2是其靶基因。RIP证实hnRNPK可直接结合CNOT2 mRNA的特定motif（CCAWCC、CACGC和GCCCA）。放线菌素D（ACD）实验显示，LNC_004268或hnRNPK过表达均可延缓CNOT2 mRNA降解，且两者共表达具有协同效应。

3.5. CNOT2重现LNC_004268的生物学功能

功能研究表明，CNOT2过表达抑制增殖并促进分化，而干扰则产生相反效果，证实CNOT2是LNC_004268的下游效应分子。

讨论部分指出，该研究首次揭示了LNC_004268/hnRNPK/CNOT2调控轴在绵羊肌肉发育中的重要作用。LNC_004268作为分子支架，促进hnRNPK与CNOT2 mRNA结合，增强其稳定性。CNOT2作为CCR4-NOT复合体的关键组分，通过调控细胞周期蛋白和肌源性因子表达影响肌生成。这一发现不仅丰富了lncRNA-RBP-mRNA调控网络的理论基础，也为家畜肌肉性状的分子育种提供了潜在靶点。研究采用的多种互作验证方法和功能分析策略，为类似非编码RNA机制研究提供了方法学参考。

该研究的创新性在于：首次在绵羊中建立lncRNA-RBP-mRNA的完整调控通路；发现CNOT2在肌肉发育中的新功能；提出LNC_004268可能作为分子标记用于绵羊育种。未来研究可进一步探索该通路在不同品种、发育阶段的表达特征，以及其在肌肉疾病中的潜在应用价值。