《Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics》：Teleost lincRNAs: Functional roles, regulatory mechanisms, and future applications in aquaculture
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摘要长链基因间非编码RNA（lincRNAs）在脊椎动物的生理系统中调节基因表达，但它们在真骨鱼类中的功能作用尚未完全阐明。本综述通过PRISMA指导的搜索，在PubMed、Web of Science和Scopus中系统整合了现有证据，确定了十项以lincRNA为重点的功能研究
摘要
长链基因间非编码RNA（lincRNAs）在脊椎动物的生理系统中调节基因表达，但它们在真骨鱼类中的功能作用尚未完全阐明。本综述通过PRISMA指导的搜索，在PubMed、Web of Science和Scopus中系统整合了现有证据，确定了十项以lincRNA为重点的功能研究，并结合了二十二个补充性参考文献，这些研究涵盖了遗传学、机制或发育方面的验证。研究内容涉及发育、免疫、环境适应、繁殖和毒理学等方面，每种关联类型被分为实验验证、生物信息学预测、相关性和推测性。
这项综合研究有三个主要贡献：首先，研究表明通过Wnt、NF-κB和AHR信号通路对邻近基因的顺式调控是真骨鱼类生理领域中主要的lincRNA调控机制；其次，直接实验验证（主要使用CRISPR-Cas9和染色质捕获技术）主要集中在斑马鱼中，而水产养殖物种的相关性研究仍大多停留在相关性阶段；第三，发现了两个挑战当前lincRNA分类的结果：slincR-sox9b位点的意外调控方向性，以及被注释为lincRNAs的分子具有编码微肽的潜力。这些发现为未来的机制研究和水产养殖应用提供了基于证据分级的基础。
引言
长链非编码RNA（lncRNAs）是一类多样的调控转录本，其中长链基因间非编码RNA（lincRNAs）是特别的一类，长度超过200个核苷酸，不具备蛋白质编码能力，并位于基因间区域的非编码基因区段中。这使lincRNAs与其他lncRNA类别（如反义或内含子转录本）区分开来。lincRNAs作为染色质修饰复合物的支架，作为竞争性内源性RNA（ceRNAs）隔离microRNAs，并在顺式和反式层面上调节核结构和转录（Long等人，2017年；Liang和Wang，2023年）。尽管在不同物种间的初级序列保守性较差，但lincRNAs通过保守的RNA结合蛋白（RBP）基序模式保持了功能上的稳定性，而同源关系即使在没有核苷酸相似性的情况下也能实现跨物种的调控同源性（Huang等人，2024年）。这一看似矛盾的现象——尽管序列快速进化但仍保持功能保守性——使lincRNAs成为比较基因组学的理想对象，并引发了关于调控复杂性如何随生物多样性变化的问题。
真骨鱼类已成为研究lincRNA生物学的有力模型，在多个重要方面补充了哺乳动物的研究。真骨鱼类包含超过30,000种现存物种，具有多样的生活史、繁殖策略和环境适应能力，为研究lincRNA的进化与功能提供了天然的实验系统。鲑鱼谱系中的全基因组复制事件为研究多倍体化后的lincRNA创新提供了机会（Huang等人，2025b），而像水稻田鳗（Monopterus albus）这样的物种的顺序雌雄同体现象则使得可以在成年生物体内研究lincRNA介导的发育重编程（Hu等人，2023年）。斑马鱼（Danio rerio）已成为功能lincRNA验证的首选脊椎动物模型，其在胚胎发生过程中具有光学透明性，并且在成年组织中具有强大的再生能力；先进的遗传工具箱，包括CRISPR-Cas9基因编辑技术和morpholino反义技术，进一步支持了斑马鱼的功能研究（Dasgupta等人，2023年；Tornini等人，2023年）。除了基础生物学研究外，具有经济价值的水产养殖物种还为lincRNA研究提供了实际应用背景，这些研究直接关系到可持续食品生产，包括抗病育种、饲料效率优化和环境压力耐受性（Ali和Salem，2022年）。
全基因组范围的发现揭示了真骨鱼类中大规模的lincRNA谱系：目前的综合目录包括斑马鱼中的550种lincRNAs（Ulitsky等人，2011年）、虹鳟鱼（Oncorhynchus mykiss）中的9,674种（Wang等人，2016年）、尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）中的72,276种（Li等人，2018年）以及青鱼（Cyprinus carpio）中的33,990种（Das等人，2023年）。这些转录本具有某些共同的结构特征，通常较短，外显子数量较少，表达水平总体较低（Wang等人，2016年；Li等人，2018年）。明显的组织特异性和发育阶段限制性的表达进一步定义了这些转录本的特点，其中大多数代表新颖的、特定于物种的序列，跨物种的保守性极低，这突显了鱼类谱系内lincRNA序列的快速进化。
真骨鱼类的几个内在特征增加了其对lincRNA特征描述的复杂性。lincRNA的表达水平通常远低于编码基因，这可能阻碍了测序过程中的完整转录本组装；明显的组织特异性进一步限制了检测范围，使其仅能在狭窄的发育窗口或特定器官中被检测到。不同物种间初级序列的保守性较低，因此跨物种比较不能仅依赖序列同源性；功能推断依赖于结构基序、同源性关系和表达背景（Xu等人，2021年）。偏向于多聚腺苷酸化转录本的测序流程可能导致非多聚腺苷酸化的lincRNAs被完全遗漏，而非链状测序方案则可能掩盖表达水平极低的转录本。全组织或全胚胎采样也可能稀释空间受限的lincRNAs的信号。总的来说，这些技术限制了当前lincRNA目录的完整性，并增加了跨物种确定其功能角色的难度。
功能研究表明，lincRNAs几乎参与所有主要的生理系统。已记录的作用包括对抗细菌、病毒和寄生虫病原体的免疫防御，主要通过ceRNA介导的toll样受体（TLR）、核因子κB（NF-κB）和干扰素通路来实现（Chu等人，2021年；Zheng等人，2023年）。lincRNAs还参与环境压力适应，包括盐度、温度和缺氧耐受性（Wu等人，2024年；Huang等人，2025a），以及生殖过程，如性腺分化和配子发生（Tang等人，2022年）。胚胎发育依赖于lincRNA对Wnt、Hedgehog和Notch信号通路的协调（Wang等人，2021年），而代谢、生长、心脏再生和毒理学反应也是其参与的领域（Ali等人，2018年；Lumley等人，2021年；Cao等人，2022年；?zdemir等人，2023年；Yu等人，2024年）。
然而，大多数报道的lincRNA-基因关联基于生物信息学预测或相关性，因为通过CRISPR-Cas9敲除、morpholino下调或其他类似方法进行的真正机制验证相对较少（Gil和Ulitsky，2020年）。这种不平衡导致关于哪些预测功能反映了真实因果关系的不确定性。目前还没有全面的综述系统地区分了在真骨鱼类中经过实验验证的lincRNA功能与预测功能；现有的综述大多关注哺乳动物中的一般lncRNA生物学，而其他研究则集中在单一物种内的特定功能领域。这在理解哪些真骨鱼类lincRNA功能基于可靠机制方面存在重要空白。
本综述通过系统性的、基于证据分级的综合研究解决了这一空白，特别关注包含功能或机制验证的真骨鱼类lincRNA研究。综述追求三个主要目标：首先，整合在主要生理领域（包括发育、再生、免疫、环境适应、繁殖和毒理学）中经过实验验证的lincRNA功能；其次，通过区分实验验证的机制、生物信息学预测、相关性和推测性假设，评估所报道的lincRNA-基因相互作用的证据强度；第三，识别在不同研究中重复出现的信号通路和方法学限制。这项综合研究旨在回答几个具体问题：哪些真骨鱼类的lincRNA功能目前基于直接实验验证，哪些生理领域仍主要依赖于未经验证的生物信息学预测？哪些重复出现的信号通路将lincRNA的功能连接起来，涉及发育、免疫和压力适应，以及哪些方法学限制妨碍了功能角色的准确分配？通过回答这些问题，本综述为未来的机制研究和应用型水产养殖研究提供了关键的理论基础。
章节片段
搜索策略
本综述遵循了2020年 Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) 的指导原则。搜索涵盖了PubMed、Web of Science和Scopus数据库。搜索发生在2025年11月16日，未对发表年份进行限制。记录仅限于经过同行评审的英文文章。
真骨鱼类生理学中的lincRNAs
十项研究符合真骨鱼类中lincRNAs的功能或机制验证的标准。其中六项研究使用斑马鱼（Danio rerio）作为模型物种，其余四项分别研究了尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）、大西洋鲑鱼（Salmo salar）、青鱼（Cyprinus carpio）和黄鱼（Larimichthys crocea）。研究组织包括整个胚胎、软骨、尾鳍、大脑、生殖腺、鳃、脾脏和头肾巨噬细胞，记录了相关的生物学现象
在所有研究中，lincRNAs的表达水平普遍低于编码基因，但组织特异性较高。这一模式在斑马鱼、罗非鱼和鲑鱼的数据集中都存在（Pauli等人，2012年；Huang等人，2025b）。大多数功能性的lincRNAs通过顺式作用影响邻近基因，而非通过反式机制。例如slincR-sox9b（Dasgupta等人，2023年）和lincRNA-154,324-vmp1（Li等人，2022年）。多个生物学背景下出现了重复出现的信号通路，其中Wnt信号通路非常显著
几个反复出现的技术限制影响了研究结果的可靠性。依赖多聚腺苷酸化选择策略可能会遗漏非多聚腺苷酸化的lincRNA转录本。Huang等人（2025b）明确指出了鲑鱼生殖组织中的这种偏差。有限的测序深度和非链状文库设计也降低了检测灵敏度。Jiang等人（2016年）指出，这种限制可能会排除表达水平较低的免疫相关候选物。全胚胎RNA-seq设计进一步
本综述综合了十项在真骨鱼类中经过功能验证的lincRNA研究，发现涉及发育、再生、免疫、毒理学和环境适应、繁殖等方面。斑马鱼在机制证据方面占主导地位，主要采用CRISPR-Cas9和染色质捕获技术，而水产养殖物种（包括罗非鱼和鲑鱼）则主要依赖生物信息学预测。
对邻近基因的顺式调控被确定为主要的lincRNA调控机制
CRediT作者贡献声明
Elham Cheshmehsangi：撰写——原始草稿。Asma Abro：撰写——审稿与编辑。Muhammad Tariq Khan：撰写——审稿与编辑。Md Saif Uddin：撰写——审稿与编辑。Waliullah Masroor：撰写——审稿与编辑。Quanquan Cao：撰写——审稿与编辑、监督、资源管理、项目管理和资金争取。
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
Elham Cheshmehsangi|Asma Abro|Muhammad Tariq Khan|Md Saif Uddin|Waliullah Masroor|Quanquan Cao
