环状RNA circHOMER1通过ceRNA机制调控猪骨骼肌发育：揭示circHOMER1/miR-199b-5p/MAP3K11轴的新功能

本研究揭示了环状RNA circHOMER1通过竞争性结合miR-199b-5p调控MAP3K11表达，促进猪骨骼肌卫星细胞（SMSCs）增殖与分化，并通过体内实验证实其加速肌肉再生与发育。该研究为circRNA调控肌肉发育的机制提供了新见解，对猪育种改良具有重要应用价值。

　　

骨骼肌作为人类优质蛋白质的主要来源，其发育机制一直是生命科学领域的研究重点。近年来，环状RNA（circRNA）因其高度稳定性和调控功能成为研究热点，尤其在肌肉生成（myogenesis）中作为竞争性内源RNA（ceRNA）发挥关键作用。然而，circRNA在猪骨骼肌发育中的具体功能仍不清楚。在此背景下，Li等人在《BMC Genomics》发表的研究，系统揭示了circHOMER1通过分子海绵作用调控猪骨骼肌发育的新机制。

研究团队通过测序技术、细胞实验和体内模型验证，主要运用了以下关键技术方法：从新生仔猪背最长肌分离骨骼肌卫星细胞（SMSCs）进行体外培养；通过qRT-PCR、免疫荧光、EdU和CCK-8实验分析细胞增殖与分化；利用双荧光素酶报告基因和RNA免疫共沉淀（RIP）验证分子互作；构建小鼠肌肉损伤模型（CTX注射）和体内过表达模型；采用RNA测序（miRNA和mRNA测序）构建ceRNA网络。

CircHOMER1促进猪SMSCs增殖

研究人员首先发现circHOMER1在SMSCs分化过程中表达动态变化，第2天表达最高（P<0.05）。核质分离实验显示其同时分布于细胞核和细胞质。功能实验表明，过表达circHOMER1显著上调增殖标志基因（PCNA、MKI67、CDK1、CDK4）表达（P<0.05），EdU和CCK-8检测证实其促进细胞增殖，流式细胞术显示S期细胞比例增加（P<0.05）。相反，干扰circHOMER1则抑制增殖。

CircHOMER1促进猪SMSCs分化

在分化第6天，过表达circHOMER1显著上调生肌关键因子（MyHC、MyoD1、MyoG）表达（P<0.05），免疫荧光显示肌管形成和分化指数增加。干扰circHOMER1则得到相反结果，表明其正向调控肌源性分化。

CircHOMER1调控的ceRNA网络构建

通过过表达circHOMER1的SMSCs进行miRNA和mRNA测序，筛选到60个差异表达miRNA（31个上调，29个下调）和2676个差异表达mRNA（1235个上调，1441个下调）。GO和KEGG分析显示这些基因富集于p53、FoxO、MAPK等肌肉发育相关通路。利用miRanda和RNAhybrid算法预测结合能≤-20 kcal/mol的miRNA，结合表达水平和功能验证，最终选定miR-199b-5p作为核心miRNA，并构建circHOMER1-miR-199b-5p-MAP3K11调控网络。

CircHOMER1作为miR-199b-5p分子海绵

过表达circHOMER1显著抑制miR-199b-5p表达，干扰则促进其表达（P<0.01）。双荧光素酶报告实验证实circHOMER1与miR-199b-5p直接结合（P<0.01），RIP实验显示二者均与AGO2蛋白结合，符合ceRNA机制。

miR-199b-5p抑制SMSCs分化

功能实验表明，miR-199b-5p模拟物（mimics）显著抑制生肌因子表达和肌管形成（P<0.01），而抑制剂（inhibitor）则促进分化，证实miR-199b-5p负调控肌生成。

miR-199b-5p靶向MAP3K11

miR-199b-5p模拟物下调MAP3K11表达，抑制剂则上调其表达（P<0.01）。双荧光素酶和RIP实验证实miR-199b-5p直接结合MAP3K11的3'UTR（P<0.01）。

救援实验验证调控轴

共转染实验显示，过表达circHOMER1可逆转miR-199b-5p对分化的抑制（P<0.01），而过表达MAP3K11也可部分抵消miR-199b-5p的效应，证实circHOMER1通过吸附miR-199b-5p解除其对MAP3K11的抑制，从而促进肌生成。

CircHOMER1促进小鼠肌肉损伤修复与发育

体内实验显示，过表达circHOMER1显著加速CTX诱导的肌肉损伤修复（P<0.01），增加新生肌纤维数量和横截面积（P<0.05），并上调生肌因子和PAX7表达。在发育模型中，circHOMER1过表达增加肌肉重量和肌纤维面积（P<0.05），电镜观察显示线粒体数量增加，表明其改善肌肉能量代谢。

结论与意义

该研究首次揭示circHOMER1作为ceRNA通过吸附miR-199b-5p解除其对MAP3K11的抑制，从而促进猪SMSCs增殖分化、肌肉再生和发育。机制图总结了这一调控轴（图12）。

该研究不仅为circRNA调控肌肉发育提供了新机制，也为猪育种中肌肉产量和质量的遗传改良提供了潜在分子靶标。circHOMER1的高度保守性暗示其可能在其他物种中具有类似功能，为人类肌肉疾病治疗提供了新思路。