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華人學者Nature揭示遏制癌癥骨轉移的miRNA
【字體: 大 中 小 】 時間:2014年06月27日 來源:生物通
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來自德克薩斯大學西南醫學中心的癌癥研究人員發現了一個有前景的小分子,證實其可以阻止骨破壞,因此有可能為骨質疏松癥和癌癥骨轉移提供了一個潛在的治療靶標。這項研究在線發表在《自然》(Nature)雜志上。
生物通報道 來自德克薩斯大學西南醫學中心的癌癥研究人員發現了一個有前景的小分子,證實其可以阻止骨破壞,因此有可能為骨質疏松癥和癌癥骨轉移提供了一個潛在的治療靶標。這項研究在線發表在《自然》(Nature)雜志上。
這一miR-34a分子屬于稱作為microRNAs (miRNAs)的小分子家族,miRNAs充當剎車幫助調控了細胞的蛋白質生成量,轉而決定了細胞的反應。
德克薩斯大學西南醫學中心的研究人員發現,miR-34a水平高于正常的小鼠骨量增多,骨質破壞減少。這是由于miR-34a阻斷了破骨細胞形成,后者可導致骨骼密度下降,使其容易折斷。
論文的資深作者、德克薩斯大學西南醫學中心Harold C. Simmons癌癥中心成員及藥理學助理教授萬億紅(Yihong Wan,音譯)博士說:“這一新發現有可能促使開發出一些miR-34a擬態物作為骨質疏松癥和骨轉移癌癥更好的新療法。”
她的研究小組發現,將包含人造miR-34a或miR-34a擬態物的納米粒子注入到閉經后骨質疏松的小鼠體內降低了骨質流失。萬博士說:“有趣的是,小鼠miR-34a與人類miR-34a完全相同,這意味著我們的研究發現或許也適用于人類。”
過多的破骨細胞引起的高水平骨組織破壞和骨密度下降是骨質疏松癥的特征。骨質疏松癥是一種骨骼變得脆弱,易于折斷的常見骨疾病。這一疾病嚴重地影響了老年人和婦女,每年導致超過150萬例骨折(延伸閱讀:華人學者Cell子刊揭示骨質疏松癥治療新靶點)。
萬博士指出,miR-34a可能還具有另外一種治療應用,在各種癌癥中阻止骨轉移。癌細胞從原發腫瘤部位遷移到骨骼,建立新的癌癥位點,這一過程稱之為骨轉移。研究人員看到將miR-34a擬態物注入到小鼠體內可以阻止乳腺癌和皮膚癌細胞向骨骼轉移,其主要是通過消除骨骼中的轉移微環境來實現這一效應的。
論文的共同作者、德克薩斯大學西南醫學中心Harold C. Simmons癌癥中心成員、分子生物學教授Joshua Mendell博士指出,以往他的實驗室曾證實miR-34a可直接抑制癌細胞的生長。
Mendell說:“此次通過與萬博士的研究小組合作,我們非常興奮地看到miR-34a也抑制了骨轉移。因此,基于miR-34a的治療有可能為癌癥患者提供多重利益。”
(生物通:何嬙)
生物通推薦原文摘要:
miR-34a blocks osteoporosis and bone metastasis by inhibiting osteoclastogenesis and Tgif2
Bone-resorbing osteoclasts significantly contribute to osteoporosis and bone metastases of cancer1, 2, 3. MicroRNAs play important roles in physiology and disease4, 5, and present tremendous therapeutic potential6. Nonetheless, how microRNAs regulate skeletal biology is underexplored. Here we identify miR-34a as a novel and critical suppressor of osteoclastogenesis, bone resorption and the bone metastatic niche. miR-34a is downregulated during osteoclast differentiation. Osteoclastic miR-34a-overexpressing transgenic mice exhibit lower bone resorption and higher bone mass. Conversely, miR-34a knockout and heterozygous mice exhibit elevated bone resorption and reduced bone mass. Consequently, ovariectomy-induced osteoporosis, as well as bone metastasis of breast and skin cancers, are diminished in osteoclastic miR-34a transgenic mice, and can be effectively attenuated by miR-34a nanoparticle treatment. Mechanistically, we identify transforming growth factor-β-induced factor 2 (Tgif2) as an essential direct miR-34a target that is pro-osteoclastogenic. Tgif2 deletion reduces bone resorption and abolishes miR-34a regulation. Together, using mouse genetic, pharmacological and disease models, we reveal miR-34a as a key osteoclast suppressor and a potential therapeutic strategy to confer skeletal protection and ameliorate bone metastasis of cancers.