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为探明毛囊周期调控分子机制以提升羊绒产量，研究人员聚焦陕北白绒山羊，分析 circRNA 表达谱，发现 Circ 0020938 通过吸附 miR-142-5p 解除对 DSG4 的抑制，进而抑制毛囊干细胞（HFSCs）增殖，为揭示 circRNA 调控机制提供新视角。
在羊绒产业中，陕北白绒山羊因其优质羊绒备受市场青睐，而次级毛囊的周期性变化直接决定羊绒产量。毛囊在出生后会经历生长期（anagen）、退行期（catagen）和休止期（telogen）的循环，其中毛囊干细胞（hair follicle stem cells, HFSCs）的增殖与分化平衡是维持周期正常进行的关键。然而，非编码 RNA（non-coding RNA, ncRNA）尤其是环形 RNA（circRNA）在这一过程中的调控机制尚不明晰，制约了通过分子手段优化毛囊功能的研究进展。
为填补这一空白，西北农林科技大学动物科技学院陕西省动物遗传育种与繁殖重点实验室的研究团队开展了相关研究。他们以陕北白绒山羊为对象，利用全转录组测序数据构建了毛囊周期中的 circRNA 表达谱，筛选出差异表达的 circ 0020938，并深入探究其在 HFSCs 增殖中的功能及调控网络。该研究成果发表在《BMC Genomics》，为解析毛囊周期的分子调控机制提供了重要线索。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先通过 RNA-seq 技术分析山羊毛囊生长期和休止期皮肤样本的转录组数据，使用 find_circ 和 CIRI 软件鉴定 circRNA，结合 DESeq2 筛选差异表达 circRNA；然后利用 RT-qPCR 验证基因表达水平，通过 MTT、EdU 等实验检测 HFSCs 增殖能力；借助 miRanda 和 TargetScan 预测 circRNA 与 miRNA 的结合关系，并通过双荧光素酶报告实验验证相互作用；最后通过 rescue 实验验证 circ 0020938/miR-142-5p/DSG4 轴的调控机制。
差异表达 circRNA 的鉴定与功能富集
通过重新分析实验室已有的 RNA-seq 数据集，研究人员在山羊毛囊生长期和休止期皮肤样本中鉴定出 9,096 个 circRNA，其中 154 个差异表达，包括生长期上调的 85 个和休止期上调的 69 个。Circ 0020938 因显著差异表达进入研究视野。对差异表达 circRNA 的亲本基因进行 GO 和 KEGG 富集分析发现，其参与的生物学过程涉及运动正调控、磷酸化等，且显著富集于 MAPK 信号通路，该通路与毛囊周期调控及 HFSCs 维持密切相关。
Circ 0020938 的结构与稳定性验证
Circ 0020938 来源于山羊 24 号染色体的 SHCHD1 基因，由外显子 2 和 3 反向剪接形成。通过设计发散引物和收敛引物进行 PCR 扩增，结合 Sanger 测序验证了其反向剪接位点；RNase R 处理和放线菌素 D 实验表明，circ 0020938 相较于线性 SHCHD1 mRNA 具有更高的稳定性，确认了其环形结构特征。
Circ 0020938 抑制 HFSCs 增殖
构建 circ 0020938 过表达载体 pCD5-circ 0020938 并转染 HFSCs 后，RT-qPCR 证实其表达显著升高。MTT 和 EdU 实验显示，过表达 circ 0020938 的细胞活力显著下降，增殖标志物 C-myc、MKi67 和 PCNA 的表达水平下调，表明 circ 0020938 对 HFSCs 增殖具有抑制作用。
Circ 0020938 作为 miR-142-5p 的海绵
生物信息学分析预测 circ 0020938 可与 miR-142-5p 和 miR-224-5p 结合，结合毛囊周期中差异表达基因分析，聚焦 miR-142-5p。RT-qPCR 显示 miR-142-5p 在休止期表达高于生长期，与 circ 0020938 表达趋势相反，且过表达 circ 0020938 可下调 miR-142-5p 水平。双荧光素酶报告实验证实两者直接结合，且 miR-142-5p mimic 和 inhibitor 分别促进和抑制 HFSCs 增殖，表明 circ 0020938 通过吸附 miR-142-5p 发挥调控作用。
miR-142-5p 靶向 DSG4 并调控其功能
DSG4 作为桥粒核心蛋白，其突变与毛发缺失疾病念珠状发（Monilethrix）相关。RT-qPCR 显示 DSG4 在生长期表达高于休止期，与 miR-142-5p 表达趋势相反。双荧光素酶报告实验证实 miR-142-5p 靶向 DSG4 的 3'UTR，过表达 DSG4 可抑制 HFSCs 增殖，而 miR-142-5p mimic 可逆转这一抑制效应，表明 miR-142-5p 通过靶向 DSG4 调控 HFSCs 增殖。
Circ 0020938 通过 miR-142-5p/DSG4 轴抑制 HFSCs 增殖
Rescue 实验中，共转染 pCD5-circ 0020938 与 miR-142-5p mimic 可恢复被 circ 0020938 抑制的 HFSCs 增殖标志物表达及细胞活力，同时逆转 DSG4 的表达变化，证实 circ 0020938 通过海绵吸附 miR-142-5p，解除其对 DSG4 的抑制，从而抑制 HFSCs 增殖。
研究结论与意义
本研究首次揭示了 circ 0020938 在陕北白绒山羊毛囊周期中的调控作用，发现其通过 ceRNA 机制吸附 miR-142-5p，进而上调 DSG4 表达以抑制 HFSCs 增殖，为毛囊周期中增殖与分化平衡的调控提供了新模型。该成果不仅丰富了 circRNA 在毛囊生物学中的功能认知，也为通过基因编辑技术优化山羊毛囊功能、提升羊绒产量提供了潜在靶点和理论依据，同时为其他哺乳动物毛囊相关疾病的研究提供了参考。
