lncRNA-BMNCR/miR-145/FSCN1途径调控奶牛金葡菌型乳腺炎自体保护的分子机制
批准号:
31872324
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
杨章平
依托单位:
学科分类:
家畜种质资源与遗传育种学
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
王亨、李明勋、陈志、樊永亮、绪欣、卢徐斌、夏海磊、江静宜
中文摘要
研究奶牛乳腺炎发生发展过程中自体保护的分子机制对于乳腺炎防控具有重要意义。申请人前期鉴定到一个在奶牛金葡菌型乳腺炎中上调表达的长链非编码RNA-BMNCR,生物信息学分析显示BMNCR上存在两个miR-145结合位点。但BMNCR在奶牛乳腺炎发生发展过程中行使什么功能?能否通过竞争性结合miR-145,调控miR-145靶基因FSCN1,参与机体免疫应答尚不清楚。因此,本项目拟通过RNAi、western blot和CRISPR/Cas9等试验,阐明BMNCR和miR-145在免疫应答、自体保护中的功能;利用双荧光素酶报告系统、RIP、RNA Pull-down等技术,揭示BMNCR/miR-145/FSCN1间的调控关系,解析BMNCR/miR-145/FSCN1信号转导网络在奶牛乳腺炎发生发展过程中,参与自体保护、诱导免疫应答的分子机制,为后续防控奶牛乳腺炎、开发靶向药物提供重要参考。
英文摘要
Understanding the molecular mechanism of cow mastitis will be helpful for prevention and treatment of mastitis. Our previous study has identified a novel long non-coding BMNCR which differentially expressed in Streptococcus aureus-induced mastitis. Bioinformatics analyses revealed that there are two miR-145 binding sites on BMNCR sequence. However, it is still unclear that what is the exact function of BMNCR, and if BMNCR can act as a competitive endogenous RNA to regulate FSCN1 expression by sponging miR-145 in cow mastitis. Therefore, in the present study, we will reveal the function of BMNCR and miR-145 in immune response and autoprotection through RNAi, western blot and CRISPR/Cas9 tests. Furthermore, by conducting dual luciferase reporter system, RIP and RNA Pull down experiments, we will clarify the regulatory relationship between BMNCR/miR-145/FSCN1 and demonstrate the molecular mechanism of the BMNCR/miR-145/FSCN1 signal transduction network regulating cow mastitis and immune response. These efforts will provide an important reference for further prevention and treatment of mastitis and the development of targeted drugs in dairy cows.
乳腺炎是奶牛最常见、造成损失最严重的疾病之一,而金黄色葡萄球菌是引起乳房炎最常见的一种病原菌。从分子遗传学的角度,本研究通过研究miR-145/ FSCN1轴和miR-145/CBFB轴探讨了lncRNA BMNCR在奶牛金黄色葡萄球菌诱导的乳腺炎中的炎症反应和自我保护机制。通过金黄色葡萄球菌感染中国荷斯坦奶牛乳腺组织,成功构建人工诱导的乳腺炎模型。对比金黄色葡萄球菌诱导的乳腺炎组织与正常乳腺组织,RNAseq共筛选出283个上调lncRNA和346个下调lncRNA,进一步研究18个差异调节显著的lncRNA,成功证实了一种新的特异性高表达lncRNA CUFF.43696.1,并更名为BMNCR,5’和3’RACE分析证实BMNCR的全长为5964个核苷酸。在牛乳腺上皮细胞(BMECs)中,亚细胞定位结果表明BMNCR主要定位在细胞质中。进行功能丧失实验,通过qRT-PCR、westernblot、流式细胞术和EdU染色检测细胞因子、增殖和凋亡的变化。结果表明,BMNCR显著增加细胞凋亡,并抑制细胞增殖。敲除BMNCR后,IL-1α、IL-2、IL-6、IL-8和IL-12的分泌增加。生物信息学分析表明,BMNCR可以靶向8个miRNA,qRT-PCR、westernblot、荧光素酶报告和多重验证技术深入分析表明BMNCR靶向miR-145,BMNCR可以负调控miR-145的表达。过表达和抑制miR-145以研究miR-145在BMECs中的功能。结果表明,BMECs中 miR-145 的过表达显著降低了 IL-12 和 TNF-α 的分泌,但增加了 IFN-γ 的分泌,BMECs的增殖也受到抑制;miR-145的抑制显著降低了IL-1α和IL-2的的分泌,但BMECs没有出现明显的凋亡。使用TargetScan构建miR-145和23个潜在mRNA靶相互作用网络的图谱,FSCN1和CBFB是miR-145的靶基因之一,这一点通过qRT-PCR、westernblot、荧光素酶报告和多重验证技术得到了进一步证实。本研究揭示了BMNCR-miR-145-FSCN1和BMNCR-miR-145-CBFB在金黄色葡萄球菌诱导的乳腺炎中的分子调控机理,为开发奶牛乳腺炎靶向药物和开展抗性选育奠定实验基础。
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MiR-16a Regulates Milk Fat Metabolism by Targeting Large Tumor Suppressor Kinase 1 (LATS1) in Bovine Mammary Epithelial Cells
MiR-16a 通过靶向牛乳腺上皮细胞中的大肿瘤抑制激酶 1 (LATS1) 调节乳脂代谢
DOI:
10.1021/acs.jafc.9b04883
发表时间:
2019-10-09
期刊:
JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY
影响因子:
6.1
作者:
[Chen, Zhi, Chu, Shuangfeng, Yang, Zhangping]
通讯作者:
Yang, Zhangping
Nanomaterials in Animal Husbandry: Research and Prospects.
纳米材料在畜牧业中的应用:研究与展望
DOI:
10.3389/fgene.2022.915911
发表时间:
2022
期刊:
Frontiers in genetics
影响因子:
3.7
作者:
[]
通讯作者:
Metformin Inhibits Lipoteichoic Acid-Induced Oxidative Stress and Inflammation Through AMPK/NRF2/NF-κB Signaling Pathway in Bovine Mammary Epithelial Cells.
二甲双胍通过 AMPK/NRF2/NF-κB 信号通路抑制牛乳腺上皮细胞中脂磷壁酸诱导的氧化应激和炎症
DOI:
10.3389/fvets.2021.661380
发表时间:
2021
期刊:
Frontiers in veterinary science
影响因子:
3.2
作者:
[Arbab AAI, Lu X, Abdalla IM, Idris AA, Chen Z, Li M, Mao Y, Xu T, Yang Z]
通讯作者:
Yang Z
Short communication: Genotyping and single nucleotide polymorphism analysis of bovine leukemia virus in Chinese dairy cattle
短讯:中国奶牛白血病病毒基因分型及单核苷酸多态性分析
DOI:
10.3168/jds.2018-15481
发表时间:
2019
期刊:
Journal of Dairy Science
影响因子:
3.5
作者:
[Yi Yang, S. Chu, Shaobin Shang, Zhangping Yang, Chengming Wang]
通讯作者:
Chengming Wang
DOI:
10.3864/j.issn.0578-1752.2021.14.017
发表时间:
2021
期刊:
中国农业科学
影响因子:
--
作者:
[陈志, 张逸, 路钦越, 郭佳禾, 梁艳, 张明怡星, 杨章平]
通讯作者:
杨章平
共 11 条
基于PBMC单细胞测序和多色流式细胞术鉴定的中国荷斯坦牛一般抗病性标志CD4+CD8+DP T细胞发育分化及功能机制研究
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批准号:32372847
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:杨章平
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依托单位:
奶牛乳腺脂类合成代谢转录调控机制与基因网络构建
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批准号:31472067
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项目类别:面上项目
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资助金额:90.0万元
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批准年份:2014
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负责人:杨章平
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依托单位:
奶牛两种菌型乳房炎易感性多座位基因型的筛选和验证的研究
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批准号:31272407
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2012
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负责人:杨章平
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依托单位:
国内基金
海外基金