《自然》子刊:華人科學家識破乳腺癌「真身」,原來這個RNA是它們的保護神 I 醫麥猛爆料

2017年5月25日/醫麥客 eMedClub/--近期,來自普林斯頓大學分子生物學系的研究人員確定了一種微小RNA分子,其有助於保持幹細胞在健康乳腺組織和癌組織中的活性。相關研究結果發表在國際學術期刊《Nature Cell Biology》上,結果表明這種「microRNA」能促進乳腺癌的致命形式,並且抑制這種分子的作用可以提高現有乳腺癌療法的療效。

微觀圖像顯示小鼠正常乳腺導管中不同的細胞類型。乳腺細胞(紅色)是生乳細胞(milk-producing cells),基底細胞(綠色)具有收縮功能,但也負責再生乳腺,因為它們含有大多數乳腺幹細胞。位於腺體外層的這些幹細胞暴露於微環境因子,並與乳腺中的各種免疫細胞(包括巨噬細胞)相互作用。

眾所周知,幹細胞在成年組織中能夠分化產生不同的細胞類型,但為了維持這些組織在整個成年期,幹細胞必須保持其活性幾十年。它們通過「自我更新」,分裂成額外的幹細胞,並抵抗環境信號的影響,否則這將會導致它們過早地分化成其他類型的細胞。

當然許多腫瘤中也含有所謂的「腫瘤幹細胞」,它們可以促進腫瘤的形成。例如極其致命的三陰性乳腺癌,之所以致命就是因為它們含有大量的腫瘤幹細胞,能夠自我更新和抵抗分化。

美國普林斯頓大學分子生物學系教授—康毅濱(Yibin Kang)右

為了識別有助於非癌性乳腺幹細胞(MaSCs)抵抗分化並保持其自我更新能力的因素,Warner-Lambert/Parke-Davis分子生物學教授兼研究人員YibinKang和同事對可以結合和抑制蛋白質編碼信使RNA以降低特異性蛋白質水平的微小RNA進行了研究,並且確定了一種稱為miR-199a的microRNA,這種微小RNA通過抑制稱為LCOR的蛋白質的產生來幫助乳腺幹細胞(MaSCs)保持其幹細胞活性,其中該蛋白質(LCOR)結合DNA調節基因表達。

the metastatic growth of the control and LCOR-KD MDA-MB-231 cells after intracardiac injection of 100,000 cells inNcr-nu/nu mice

實驗設計中,當它們提高小鼠乳腺幹細胞(MaSCs)的miR-199a水平時,就抑制了LCOR並增加了正常的幹細胞功能。相反,當它們增加LCOR的水平時,就可以降低乳腺幹細胞的活性。

Kang等人發現miR-199a也在人和小鼠乳腺癌幹細胞中表達。正如提高miR-199a水平有助於正常的乳腺幹細胞保留其活性,研究人員表明,miR-199a增強了癌症幹細胞形成腫瘤的能力。相比之下,通過提高LCOR水平可以降低癌症幹細胞的腫瘤形成能力。該項研究和上海復旦大學癌症研究中心Zhi-Ming Shao教授所領導的團隊共同合作,發現腫瘤細胞大量表達miR-199a的乳腺癌患者生存率較差,而LCOR水平較高的腫瘤預後會更好。

miR-199a–LCOR axis in allowing the evasionof normal mammary gland and breast cancer cells from macrophage-derived andautocrine IFN-α

Kang等人發現LCOR使細胞對乳腺上皮和免疫細胞特別是巨噬細胞釋放的干擾素信號分子的作用敏感。研究人員發現,在正常的乳腺發育過程中,這些細胞分泌干擾素-α以促進細胞分化並抑制細胞分裂。通過抑制LCOR,miR-199a保護乳腺幹細胞(MaSC)免受干擾素信號傳導,從而使乳腺幹細胞(MaSC)保持未分化狀態並能自我更新。

microRNA在腫瘤發生過程中起著相似的作用,保護乳腺癌幹細胞免受存在於腫瘤中的免疫細胞分泌的干擾素的影響。幹細胞生物學和再生醫學研究所、斯坦福大學醫學院的Karel H.和Avice N. Beekhuis教授表示,「這是一項非常好的研究,其將正常和惡性乳腺幹細胞程序與免疫調節劑的保護聯繫了起來,它具有明確的、合理的針對乳腺癌幹細胞與免疫調節劑的設計策略的治療意義。」

Kang實驗室的一位研究員,也是這項研究的第一作者ToniCelià -Terrassa說:「這項研究揭示了乳腺癌幹細胞的新特性,使它們與免疫系統的相互作用變成了優勢,因此它代表了開發改善癌症免疫治療的絕佳機會。「

Kang表示,干擾素已被廣泛用於治療多種癌症類型。如果通過靶向miR-199a-LCOR途徑使干擾素抵抗的癌症幹細胞變得敏感,那麼這些治療可能會變得更加有效。

參考出處:

DOI: 10.1038/ncb3533

https://www.princeton.edu/news/2017/05/22/study-identifies-rna-molecule-shields-breast-cancer-stem-cells-immune-system


行業新洞察

基因治療作為一種新興的醫學治療手段,在過去十年里取得了巨大發展,並引領著精準醫學領域最具革命性的全球醫療變化之一。在《麻省理工科技評論》評選出的「2017年十大突破性技術」中,基因治療技術佔據3席。2017年1月,國家發改委正式印發《「十三五」生物產業發展規劃》,提出構建生物醫藥新體系,其中,新葯創製、精準醫學、基因技術等領域成為未來發展重點。在此之前,針對精準醫療、靶向藥物和新型藥物的研發和生產技術已被納入「中國製造 2025」發展重點技術領域。

但是,基因治療技術仍然面臨很多挑戰,諸如靶向性、轉化率低及安全性等,特別是各種重組病毒載體的大規模培養和製備技術是基因治療藥物工業化生產的關鍵,如慢病毒、腺病毒、腺相關病毒、逆轉錄病毒等。和元上海和通用電氣已在2016年共同合作,完成了「病毒生產所需微載體培養技術在一次性設備中的應用工藝開發」,獲得了關鍵性的技術突破,為雙方本次合作打下了非常堅實的基礎。


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