Lnc-23096调控miR-29b介导早期失神经肌萎缩中蛋白质代谢的机制研究

Abnormal protein metabolism is the main pathological change during the early stage of denervated muscle atrophy,but the mechanism underlying regulation is not clear. Increasing studies show lncRNA and miRNA play an important role in the regulation of gene expression. Our previous work proved that miR-29b regulated muscle atrophy genes through controling the expression of IGF-1 and PI3Ka to affect the protein degradation gene inculding muscle ring finger gene (MuRF-1) and muscle atrophy box of F gene (MAFbX). Moreover, we found that lnc-23096 might be the upstream regulatory non-coding RNA through bioinformatic analysis and lose-of-function experiments in vitro. Based on these findings, we will take gain-of-function and loss-of-function experiments both in vitro and in vivo to claify the role of lnc-23096 in regulating protein metabolism during the early stage of denervated muscle atrophy.Then, we will intervene the expression of lnc-23096 and miR-29b to show the regulation relationship between lnc-23096 and miR-29b. Finally, to identify the molecular mechanism, we will analyse the downstream genes of lnc-23096 during the muscle atrophy. This study may find the critical lncRNA in regulating protein degradation during early denervated muscle atrophy and provide a theoretical basis for the molecular level intervention of denervated skeletal muscle atrophy.

蛋白质代谢异常是早期失神经肌萎缩的主要病理变化,但调控机制尚不明确。越来越多的研究表明，lncRNA与miRNA对基因表达具有重要的调控作用。我们前期研究证明了miR-29b调控IGF-1和PI3Ka影响蛋白质代谢相关基因(肌肉环状指基因与肌肉萎缩盒F基因)介导肌萎缩发生，进一步利用生物信息学分析与体外功能性实验发现lnc-20396可能是miR-29b上游的调控非编码RNA。本课题拟在上述基础,开展lnc-23096的功能获得性和缺失性体内外实验证明lnc-23096调控早期周围神经损伤后肌萎缩的蛋白质代谢,然后同时干预lnc-23096与miR-29b，明确lnc-23096调控miR-29b介导的肌萎缩,最后分析获得lnc-23096调控肌萎缩的下游基因并进行验证，明确调控的分子机制。本研究可能发现调控早期失神经肌萎缩蛋白质代谢的关键lncRNA，为失神经肌萎缩的干预提供理论基础。

蛋白质代谢异常是早期失神经肌萎缩的主要病理变化,但调控机制尚不明确。越来越多的研究表明，lncRNA与miRNA对基因表达具有重要的调控作用。我们前期研究证明了miR-29b调控IGF-1和PI3Ka影响蛋白质代谢相关基因(肌肉环状指基因与肌肉萎缩盒F基因)介导肌萎缩发生，进一步生物信息学分析及体外功能性实验发现lnc-20396可能是miR-29b上游的调控非编码RNA。在上述基础,本课题开展lnc-23096的功能获得性和缺失性体内外实验证明lnc-23096调控早期周围神经损伤后肌萎缩的蛋白质代谢,然后同时干预lnc-23096与miR-29b，明确lnc-23096调控miR-29b介导的肌萎缩,最后分析获得lnc-23096调控肌萎缩的下游基因，明确调控的分子机制。重要结果有：1.在C2C12的模型中，通过沉默lnc-23096，可以激活泛素-蛋白酶系统，促进细胞凋亡和自噬，抑制蛋白质合成，最终诱发肌萎缩；2.C2C12分化肌管中，lnc-23096表达与miR-29b呈现负调控关系，降低lnc-23096可以诱发肌萎缩，降低miR-29b可以逆转肌萎缩；坐骨神经切断后，过表达lnc-23096能够缓解坐骨神经切断导致的肌萎缩，提示lnc-23096过表达能治疗失神经肌萎缩，其主要机制是抑制肌肉细胞凋亡、促进蛋白质合成。最终得出结论：Lnc-23096和miR-29b均是调控肌萎缩的重要非编码RNA,它们呈现负调控关系，升高lnc-23096可以缓解坐骨神经切断后导致的肌萎缩。为临床治疗周围神经损伤导致的肌肉萎缩提供了理论基础，可将lnc-23096作为特异性的干预靶点。