骨骼肌含有一群成体干细胞,称为卫星细胞或肌肉干细胞(MuSCs),它们负责损伤后的再生。MuSCs利用基因表达程序来维持静息状态并在损伤后分化,而基因表达的一个关键调控因子是剪接,当转录本与核斑点(NS)相互作用时,剪接会发生独特变化。NS是无膜的生物分子凝聚体,能够将蛋白质、RNA和染色质进行相分离,但这些细胞器如何调控MuSCs中的分子过程仍不清楚。本研究构建了关于NS对可变剪接、转录调控和干细胞功能影响的全面系统级理解,涵盖了损伤前后以及衰老过程。我们发现损伤后MuSCs中的NS在大小和数量上都有所增加,并影响MuSC活化动力学。我们生成了异构体解析的剪接事件目录,并阐明了RNA与NS的相互作用如何在损伤反应期间增强剪接完成。在老年时期,MuSCs失去NS,但转向更长、更完全剪接的异构体,这些异构体富含RNA结合蛋白基序和多价性。我们的研究揭示了RNA与NS的相互作用塑造干细胞状态和再生反应,但在老年时期这种作用减弱。
重点发现:
- 肌肉损伤前后对肌肉干细胞中核斑点的3D超分辨率成像显示其与细胞活化存在复杂关系
- 肌肉干细胞的异构体解析分析显示损伤反应期间基因表达和剪接增加
- RNA与核斑点相互作用的图谱显示,当RNA靠近核斑点时,剪接最为强烈
- 老年肌肉干细胞失去核斑点,表现出异常剪接,具有更长的转录本、更多外显子和增加的RNA结合蛋白基序
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