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摘 要：MicroRNAs（miRNAs）是一类内源性的具有调控功能的非编码RNA，成熟的miRNAs可通过与靶基因的3′UTR结合，从而发挥对靶向基因负调控作用。目前，研究人员已经证明miRNA在机体的生长、发育、繁殖、分化和凋亡等生理过程中发挥重要的作用。猪肌肉发育的相关研究备受关注，猪肌肉的发育与其他动物一样，受众多基因的调控，这些基因的表达和翻译同时受miRNAs的调控。本文对miRNAs与猪肌肉发育的相关性进行了系统的分析，提出miRNAs在猪生产中的研究和应用的某些展望。
关键词：microRNA；肌肉发育；猪；作用机制
中图分类号：S828.9 文献标识码：A 文章编号：1001-0769（2015）04-0065-01
1 miRNA及其作用机制
1993年，第一个miRNA被Lee等在C. elegan中发现，但是当时并没有引起普遍关注，直到2000年Reinhart等在线虫中发现第2个miRNAs才掀起了miRNA研究的热潮。miRbase数据库（http：//www.mirbase.org/index.shtml）已公布的miRNAs逐年增加。据统计，到2011年，miRbase数据库公布的miRNA 前体共计18 226个，包括168个物种[1]。
miRNAs基因在RNA聚合酶Ⅱ的作用下形成具有较长茎环结构的初级miRNA，初级miRNA在Drosha-DGCR 8作用下形成前体miRNA，前体miRNA在Exprotin-5作用下被转运出胞核，由胞浆的Dicer剪切成miRNA复合体， miRNA复合体靶基因3’翻译区（3’UTR）结合，通过互补程度引发靶mRNA的翻译抑制或降解[2]。
2 miRNA在肌肉发育中的作用研究
研究表明，miRNA的表达具有组织特异性，于是人们把肌肉特异性表达的miRNA命名成myomiR家族，包括miR-1、miR-133、miR-181、miR-214、miR-206、miR-208、miR-21、miR-29、miR-195[3，4]。在肌肉中，MyoD、MEF2、Twist、SRF、和myocardin等转录因子对miRNA的表达起调节作用[5]。过表达实验和敲除实验结果表明：miR-1可促进肌细胞的分化，miR-133的作用和miR-1的相反，对肌细胞的分化起抑制作用。研究人员将miR-1和miR-133注射进胚胎，结果与上面的实验一致。彭兴利用TargetScan、PicTar等靶标预测网站、DAVID数据库和GENE ONTOLOGY分析，获得了miRNA-21的候选靶标基因TSC1（Tuberous sclerosis 1）和SMAD7（Smad Family Member 7）。通过PCR扩增获得针对两IE标基因设计引物，通过PCR获得TSC1和SMAD7的3’UTR片段，构建得到这两个靶向基因的双荧光素酶验证载体以及相应的双荧光素酶突变载体，然后转染入PIEC和PK15细胞系中。利用双荧光素酶检测系统分析，初步认定TSC1和SMAD7基因均为miRNA-21的靶向基因，并且miRNA-21对其起下调的作用。结合KEGG数据库对其通路进行分析，推断出miRNA-21可能通过与TSC1、SMZD7结合参与对mTOR信号通路和TGF-β信号通路进行调控，从而影响肌肉增殖分化[6]。
王睿琪筛选到肌肉特异性microRNAs：miR-la、miR-133b和miR-206a，并且运用荧光定量方法证实通城猪种和外来猪种孕期母猪各组织的肌肉中miR-la、miR-133b和miR-206a表达丰富，并绘制了通城猪种和外来猪种生长发育的不同时期，背最长肌中miRNA的表达图谱。通过生物信息学预测这3个肌肉特异性miRNAS的潜在靶基因，预测发现miRNA-1对肌动蛋白结合蛋白1C（CORO1C）间隙连接蛋白（connexin43）（GJAI）、PFTAIRE蛋白激酶l（PFTK1）起调控作用；miRNA-133b对脂肪瘤高迁移率蛋白1C融合蛋白（LHFP）起调控作用；miRNA-206a对端锚聚合酶（TNKS2）起调控作用[7]。
3 miRNAs与猪肌肉发育的关系
目前，有关miRNA在动物肌肉发育过程中的研究主要集中在miRNA直接或间接的调控肌细胞的增殖和分化上，研究最广泛的是rniR-1/206和miR-133a/133b家族，如miR-206能促进肌细胞的分化，miR-133能促进肌细胞的增殖。NAGUIBNEVA等报道miR-181通过下调Hox-All的表达从而影响哺乳动物骨骼肌的分化[8]，Winbanks等报道miR-29通过影响HDAC4的表达而参与调节肌细胞分化[9]，miR-155在长白猪和通城猪骨骼肌发育过程中表达存在差异，与猪骨骼肌发育有关。在脊椎动物中，心肌和骨骼肌特异的转录本miR-l-l/133a-2和miR-l-2/133a-l被两个独立的增强子调控，分别位于上游和内含子中。miR-1-l和miR-1-2作用于同一个mRNA，与miR-206存在4个核苷酸的差别；miR-133a-l和miR-133a-2相同，与miR-133b有两个核苷酸的差别。
4 miRNAs在猪肉生产中的作用
到目前为止，哺乳动物特别是产肉家畜miRNA及骨骼肌的生长发育基因的表达调控的研究才刚刚起步，人们对miRNA参与骨骼肌生长发育调控的具体机制尚不清楚。建立产肉家畜的miRNA文库，并进行靶基因的调控作用机制研究十分必要。近年来，骨骼肌的发育和分化、发育阶段转换、肌纤维增殖的分子机制取得了某些突破性的进展，相关的基因不断被报道。除了开展分离新的miRNA、鉴定miRNA种类及其表达规律等基本研究外，还可以从靶基因与miRNA的互补关系，从靶基因推测相关的miRNA，阐明miRNA的调控功能及其相应的靶基因，不断地探索骨骼肌生长和发育的miRNA与靶向基因的互相作用，充分发挥miRNA在肌肉发育、肌肉生长速度、肉质品质中的调控作用，为肉用动物产肉性状的分子改良提供新的思路。
参考文献：（9篇，略）
关键词：microRNA；肌肉发育；猪；作用机制
中图分类号：S828.9 文献标识码：A 文章编号：1001-0769（2015）04-0065-01
1 miRNA及其作用机制
1993年，第一个miRNA被Lee等在C. elegan中发现，但是当时并没有引起普遍关注，直到2000年Reinhart等在线虫中发现第2个miRNAs才掀起了miRNA研究的热潮。miRbase数据库（http：//www.mirbase.org/index.shtml）已公布的miRNAs逐年增加。据统计，到2011年，miRbase数据库公布的miRNA 前体共计18 226个，包括168个物种[1]。
miRNAs基因在RNA聚合酶Ⅱ的作用下形成具有较长茎环结构的初级miRNA，初级miRNA在Drosha-DGCR 8作用下形成前体miRNA，前体miRNA在Exprotin-5作用下被转运出胞核，由胞浆的Dicer剪切成miRNA复合体， miRNA复合体靶基因3’翻译区（3’UTR）结合，通过互补程度引发靶mRNA的翻译抑制或降解[2]。
2 miRNA在肌肉发育中的作用研究
研究表明，miRNA的表达具有组织特异性，于是人们把肌肉特异性表达的miRNA命名成myomiR家族，包括miR-1、miR-133、miR-181、miR-214、miR-206、miR-208、miR-21、miR-29、miR-195[3，4]。在肌肉中，MyoD、MEF2、Twist、SRF、和myocardin等转录因子对miRNA的表达起调节作用[5]。过表达实验和敲除实验结果表明：miR-1可促进肌细胞的分化，miR-133的作用和miR-1的相反，对肌细胞的分化起抑制作用。研究人员将miR-1和miR-133注射进胚胎，结果与上面的实验一致。彭兴利用TargetScan、PicTar等靶标预测网站、DAVID数据库和GENE ONTOLOGY分析，获得了miRNA-21的候选靶标基因TSC1（Tuberous sclerosis 1）和SMAD7（Smad Family Member 7）。通过PCR扩增获得针对两IE标基因设计引物，通过PCR获得TSC1和SMAD7的3’UTR片段，构建得到这两个靶向基因的双荧光素酶验证载体以及相应的双荧光素酶突变载体，然后转染入PIEC和PK15细胞系中。利用双荧光素酶检测系统分析，初步认定TSC1和SMAD7基因均为miRNA-21的靶向基因，并且miRNA-21对其起下调的作用。结合KEGG数据库对其通路进行分析，推断出miRNA-21可能通过与TSC1、SMZD7结合参与对mTOR信号通路和TGF-β信号通路进行调控，从而影响肌肉增殖分化[6]。
王睿琪筛选到肌肉特异性microRNAs：miR-la、miR-133b和miR-206a，并且运用荧光定量方法证实通城猪种和外来猪种孕期母猪各组织的肌肉中miR-la、miR-133b和miR-206a表达丰富，并绘制了通城猪种和外来猪种生长发育的不同时期，背最长肌中miRNA的表达图谱。通过生物信息学预测这3个肌肉特异性miRNAS的潜在靶基因，预测发现miRNA-1对肌动蛋白结合蛋白1C（CORO1C）间隙连接蛋白（connexin43）（GJAI）、PFTAIRE蛋白激酶l（PFTK1）起调控作用；miRNA-133b对脂肪瘤高迁移率蛋白1C融合蛋白（LHFP）起调控作用；miRNA-206a对端锚聚合酶（TNKS2）起调控作用[7]。
3 miRNAs与猪肌肉发育的关系
目前，有关miRNA在动物肌肉发育过程中的研究主要集中在miRNA直接或间接的调控肌细胞的增殖和分化上，研究最广泛的是rniR-1/206和miR-133a/133b家族，如miR-206能促进肌细胞的分化，miR-133能促进肌细胞的增殖。NAGUIBNEVA等报道miR-181通过下调Hox-All的表达从而影响哺乳动物骨骼肌的分化[8]，Winbanks等报道miR-29通过影响HDAC4的表达而参与调节肌细胞分化[9]，miR-155在长白猪和通城猪骨骼肌发育过程中表达存在差异，与猪骨骼肌发育有关。在脊椎动物中，心肌和骨骼肌特异的转录本miR-l-l/133a-2和miR-l-2/133a-l被两个独立的增强子调控，分别位于上游和内含子中。miR-1-l和miR-1-2作用于同一个mRNA，与miR-206存在4个核苷酸的差别；miR-133a-l和miR-133a-2相同，与miR-133b有两个核苷酸的差别。
4 miRNAs在猪肉生产中的作用
到目前为止，哺乳动物特别是产肉家畜miRNA及骨骼肌的生长发育基因的表达调控的研究才刚刚起步，人们对miRNA参与骨骼肌生长发育调控的具体机制尚不清楚。建立产肉家畜的miRNA文库，并进行靶基因的调控作用机制研究十分必要。近年来，骨骼肌的发育和分化、发育阶段转换、肌纤维增殖的分子机制取得了某些突破性的进展，相关的基因不断被报道。除了开展分离新的miRNA、鉴定miRNA种类及其表达规律等基本研究外，还可以从靶基因与miRNA的互补关系，从靶基因推测相关的miRNA，阐明miRNA的调控功能及其相应的靶基因，不断地探索骨骼肌生长和发育的miRNA与靶向基因的互相作用，充分发挥miRNA在肌肉发育、肌肉生长速度、肉质品质中的调控作用，为肉用动物产肉性状的分子改良提供新的思路。
参考文献：（9篇，略）