有研究表明，microRNA 分子miR-34a是破骨細胞發(fā)育、骨吸收及骨腫瘤轉移微環(huán)境形成的一個關鍵性抑制因子，它將是骨質疏松和骨癌轉移新療法的重要靶點。（ Nature.2014年6月25日在線版）

  德克薩斯大學西南醫(yī)學中心的Yihong Wan及其同事在骨髓內破骨細胞的生成過程中，檢測了幾種與骨癌相關microRNAs，發(fā)現miR-34a阻斷了破骨細胞的發(fā)育，而與之相關的miR-34b和miR-34c則無該作用。

在他們發(fā)表在Nature的文章中指出，破骨細胞分化因子受體kappa-B配體（RANKL）可迅速下調MiR-34a的表達，且羅格列酮可進一步減少MiR-34a。但miR-34b/c的表達水平卻不受RANKL和羅格列酮的影響，其表達水平要明顯低于miR-34a。MicroRNA是一類在細胞功能中有重要作用的非編碼小分子。關于一些microRNA（包括miR-34a）是否能抑制人原發(fā)腫瘤形成的研究正在進行。

Wan在MedPage Today中指出，這些研究率先發(fā)現了microRNA可抑制轉移性骨腫瘤及骨質疏松。她還提出，micorRNA將來可作為一種新型藥物，不僅用來治療原發(fā)性和轉移性腫瘤，而且也能保護骨組織對抗骨質疏松和其他退變性疾骨病。

MiR-34a：骨吸收的調控者？

為了明確miR-34a在骨吸收中的生理相關的調控作用，研究人員選用了miR-34a敲除老鼠和miR-34a雜合子老鼠進行研究。Northern blot分析結果證實，在miR-34a敲除（34a-KO） 老鼠中miR-34a的表達下降。

研究者發(fā)現，與先前的報道一致，敲除miR-34a對小鼠的發(fā)育沒有明顯影響。在miR-34a雜合子老鼠和miR-34a敲除老鼠中破骨細胞的分化作用都加強，而破骨前體細胞的增殖或存活并不受影響。因此，miR34-a雜合子和敲除老鼠血清羧基端肽-1 (CTX)-1的表達和破骨細胞的數目都得以增加。

作者指出隨著血清標記物I型膠原的氨基端前肽(P1NP)的表達下降，總的miR-34a敲除也減少了骨形成，也伴有成骨細胞數、骨形成率、礦物質沉積率的下降。在miR-34a雜合子老鼠中骨吸收的增加表明miR-34a的功能是單倍基因表達，且對劑量下調很敏感。

骨髓移植實驗顯示，接受34a-KO骨髓移植的野生型(WT)小鼠體內的CTX-1表達要比接受WT骨髓移植的WT小鼠高。此外，對破骨細胞內miR-34a條件敲除的小鼠(34a-Tie2-KO)其破骨細胞數目和骨吸收都上調，但對骨形成沒有影響，因而導致了骨量下降。因此，研究者指出破骨細胞系中MiR-34a缺失可加速骨吸收。

藥物影響

這些基因組學的研究結果促使研究人員觀察miR-34a類似藥物能否對抗絕經后的骨質疏松的藥物。

研究人員利用卵巢切除術(OVX)的小鼠模型和殼聚糖(CH)納米顆粒載體與假手術的對照組相比，發(fā)現接受miR-ctl-CH治療的OVX小鼠CTX-1增加的同時P1NP下降，而接受miR-34a-CH治療的OVX小鼠CTX-1上調和P1NP下調均被阻斷。

因此，采用miR-34a-CH治療可對抗OVX引起的骨質疏松，也使假手術組小鼠的骨吸收減少、骨形成增加，骨量更多。生物分布顯示miR-34a表達水平在骨髓內最高，且經miR34-a-CH治療后其表達能增加5倍。這說明miR-34a的體內運輸非常有效。

研究這總結道：破骨細胞miR-34a過度表達足以對抗骨質疏松，而且破骨細胞是miR-34a治療獲益的主要位點。其他表明，在針對破骨細胞的miR-34a轉基因小鼠中乳腺癌和黑色素瘤的骨轉移減少。在這兩種腫瘤模型中，采用miR-34a納米顆粒治療可減少骨轉移。

Tgif2：miR-34a的直接作用靶點

研究人員證實轉化生長因子β誘導因子2(Tgif2)是miR-34a的直接作用靶點。在小鼠和人的破骨細胞中，功能獲得的miR-34a可抑制Tgif2的表達，但功能缺失的miR-34a則作用相反。MiR-34a識別Tgif2的3'非翻譯區(qū)域(UTR)在哺乳動物中是進化保守的。熒光素酶報告基因結果提示Tgif2 3' UTR足以調控miR-34a。重要的是，如果在Tgif2 3' UTR上的miR-34a種子區(qū)發(fā)生突變，那么miR-34a就不能調控Tgif2。

Wan認為microRNAs在骨生理學上的作用正開始逐漸被發(fā)現和理解。她指出，目前并沒有太多骨質疏松中microRNA的研究，該研究在基因組學和藥物學上都是領先者。她認為已有研究證實成骨細胞特異性miR-34b/c功能獲得通過抑制成骨細胞和骨生成減少骨量。而該研究表明破骨細胞特異性功能獲得miR-34a通過抑制破骨細胞生成和骨質疏松來保護骨骼。該研究為其他受RANKL調控和/或調節(jié)Tgif2表達的miRNAs作了鋪墊，同時也是人類mir-34a-Tgif2通路在病理和治療上的流行病學和臨床研究。

MiR-34a具有促進合成作用

大多數的系統(tǒng)給藥能作用于不同的組織和細胞。該研究表明盡管在成骨細胞內miR-34a過表達對骨質疏松或轉移性骨腫瘤的治療獲益作用不明顯，但它還是會促進骨形成。

研究人員總結，與目前一般只有抗分解效應的藥物相較，也許miR-34a可成為同時具有抗分解和促合成效應的的新型治療藥物。miR-34a及miR-141和miR-219開辟了一種基于RNA的骨保護藥物的新時代。

其他miR-34a的靶基因包括SIRT1,SIRT6和PNUTS（除Tgif2外），盡管在破骨細胞內miR-34a的靶基因不是Tgif2，但體內外基因挽救實驗證實Tgif2是miR-34a的關鍵靶基因，其他靶基因可能作用不明顯或者功能上與破骨細胞生成不相關。

人類腫瘤一般不表達miR-34a, miR-34b, and miR-34c。體外實驗顯示它們可能對P53的功能起著關鍵的介導作用，也是潛在的腫瘤抑制基因。體內實驗表明miR-34abc三聯(lián)敲除小鼠P53功能未受影響，也沒有促進腫瘤的形成。

研究人員發(fā)現，全身miR-34a給藥能減輕腫瘤的惡性程度。這讓人產生了一個有趣的猜想：miR-34a可能在其他細胞上發(fā)揮了抗癌作用，而這些細胞對腫瘤微環(huán)境的作用就像破骨細胞對轉移性骨腫瘤微環(huán)境形成的作用類似。

該研究闡明了破骨細胞內的miR-34a可有效阻斷轉移性骨腫瘤，率先提供了體內基因證據證實了miR-34a可通過阻止轉移性腫瘤微環(huán)境來抵抗腫瘤惡化進程。

（編譯 周婷 審校 于世英）