华人学者Nature揭示遏制癌症骨转移的miRNA

【字体: 时间:2014年06月27日 来源:生物通

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  来自德克萨斯大学西南医学中心的癌症研究人员发现了一个有前景的小分子,证实其可以阻止骨破坏,因此有可能为骨质疏松症和癌症骨转移提供了一个潜在的治疗靶标。这项研究在线发表在《自然》(Nature)杂志上。

  

生物通报道  来自德克萨斯大学西南医学中心的癌症研究人员发现了一个有前景的小分子,证实其可以阻止骨破坏,因此有可能为骨质疏松症和癌症骨转移提供了一个潜在的治疗靶标。这项研究在线发表在《自然》(Nature)杂志上。

这一miR-34a分子属于称作为microRNAs (miRNAs)的小分子家族,miRNAs充当刹车帮助调控了细胞的蛋白质生成量,转而决定了细胞的反应。

德克萨斯大学西南医学中心的研究人员发现,miR-34a水平高于正常的小鼠骨量增多,骨质破坏减少。这是由于miR-34a阻断了破骨细胞形成,后者可导致骨骼密度下降,使其容易折断。

论文的资深作者、德克萨斯大学西南医学中心Harold C. Simmons癌症中心成员及药理学助理教授万亿红(Yihong Wan,音译)博士说:“这一新发现有可能促使开发出一些miR-34a拟态物作为骨质疏松症和骨转移癌症更好的新疗法。”

她的研究小组发现,将包含人造miR-34a或miR-34a拟态物的纳米粒子注入到闭经后骨质疏松的小鼠体内降低了骨质流失。万博士说:“有趣的是,小鼠miR-34a与人类miR-34a完全相同,这意味着我们的研究发现或许也适用于人类。”

过多的破骨细胞引起的高水平骨组织破坏和骨密度下降是骨质疏松症的特征。骨质疏松症是一种骨骼变得脆弱,易于折断的常见骨疾病。这一疾病严重地影响了老年人和妇女,每年导致超过150万例骨折(延伸阅读:华人学者Cell子刊揭示骨质疏松症治疗新靶点)。

万博士指出,miR-34a可能还具有另外一种治疗应用,在各种癌症中阻止骨转移。癌细胞从原发肿瘤部位迁移到骨骼,建立新的癌症位点,这一过程称之为骨转移。研究人员看到将miR-34a拟态物注入到小鼠体内可以阻止乳腺癌和皮肤癌细胞向骨骼转移,其主要是通过消除骨骼中的转移微环境来实现这一效应的。

论文的共同作者、德克萨斯大学西南医学中心Harold C. Simmons癌症中心成员、分子生物学教授Joshua Mendell博士指出,以往他的实验室曾证实miR-34a可直接抑制癌细胞的生长。

Mendell说:“此次通过与万博士的研究小组合作,我们非常兴奋地看到miR-34a也抑制了骨转移。因此,基于miR-34a的治疗有可能为癌症患者提供多重利益。”

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文摘要:

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.

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