项目第一完成单位:浙江大学生命科学研究院 项目负责人:赵斌
一个毫不起眼的小RNA(长度约为22个核苷酸的核糖核酸分子),实际上掌控着器官大小变化的“命运”。当它的活性失调可以显著促进肿瘤生长,它将为研发肝癌等疾病的药物提供新的思路。
实验室里,一只小鼠的肝脏细胞疯狂地分裂,肝脏的体积占了整只小鼠的四分之一大。这是因为它的HIPPO细胞信号通路失调了。HIPPO细胞信号通路是通过调控细胞数量来控制动物器官的大小。
HIPPO意为河马,2003年,科学家最早在果蝇里发现这个基因,如果突变这个基因,果蝇的头部和眼睛就会膨大得像河马一样。随后,HIPPO基因上游下游的调控机制被揭示出来,这一系列机制被命名为HIPPO细胞信号传导通路。
所谓的HIPPO信号传导通路通过一个叫做YAP的基因转录调控分子打开或者关闭器官生长的信号,可以说是一个分子开关。然而当这个开关开启的时候器官为什么就会生长变大呢?
通过小RNA表达谱分析,课题组发现,在被YAP激活的一系列小RNA中, miR-130a的表现极为特别,它能进一步提高YAP活性,形成一个自我激活的回路。我们发现,这是一种强有力的调控机制,如果miR-130a的活性受到抑制,Hippo信号通路就无法再促进器官变大。因此,“小”RNA不小,它在器官大小发育上发挥着重要作用。
有趣的是我们发现类似的调控逻辑,在果蝇中也存在,这是一种进化保守现象。在果蝇中,执行与miR-130a类似功能的小RNA叫Bantam。两者的碱基序列大相径庭,但却执行着类似的功能,这也是“幕后推手”难以寻找的原因之一。
发育与癌症都与细胞增殖、凋亡密切相关,发育相关通路的失调常导致癌症的发生,Hippo通路也不例外。已有的研究显示,在癌症中,Hippo信号通路的基因表达存在异常,YAP活性很高。因此,寻找针对YAP的抑制剂是具有显著潜力的抗癌药物研发方向。
我们发现,miR-130a不仅能够促进器官变大,还能促进YAP诱发的肝癌。而抑制miR-130a则能够抑制YAP诱导的肿瘤生长。近年来,以小RNA反义核酸为基础的药物技术得到了长足发展,这项研究提示了,可以以miR-130a反义核酸作为新型的YAP抑制剂,作为抗癌药物的新的研发方向。
系列研究发表在Cell Research杂志两篇文章上,其中一篇为封面文章,并受到浙江日报、钱江晚报、新华网等媒体报道。
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