Nature：瞄準miRNA的抗癌火箭炮

日期：2014-11-18 08:44:41

自從發現microRNAs（miRNAs）在控制人類疾病中扮演著關鍵的角色以來，人們一直希望能夠將這些短片段的非編碼RNA分子轉化為癌癥的一種治療策略（延伸閱讀：中山大學Nature子刊揭示癌癥miRNA ）。但由于大量的生理和細胞屏障阻止了以miRNA為基礎的療法真正觸及腫瘤細胞，大大阻礙了這一有前景的應用。

現在科學家們發現了一種新型的傳送平臺，利用腫瘤微環境的獨特特性其可以讓類似于miRNA鏡像的反義分子進入到癌細胞中。這些研究結果提出了開發以miRNA為基礎的抗癌藥物以及靶向性藥物傳遞的一種新模式。研究論文在線發表在《自然》（Nature）雜志上。

論文的資深作者、貝斯以色列女執事醫療中心（Beth Israel Deaconess Medical Center）癌癥中心RNA醫學研究所(iRM)主任Frank Slack博士說：“我們一直在努力地證實當某些關鍵的miRNAs在細胞中過表達時，它們會引起癌癥。在這篇論文中，我們現在顯示了一個新的癌癥治療靶點的適用性和有效性。”

在過去的10年里，Slack一直在調查miRNAs作為癌基因和腫瘤抑制基因的作用，闡明了一些miRNAs對于細胞生長、分裂、生存和遷移至關重要的一些過程的調控機制，所有這些都可以在癌癥中發生錯誤。他的研究工作揭示出一些miRNAs是癌癥中的有效靶點。

在這項新研究中，Slack和合著者構建出了一種小鼠模型來研究一種叫做miR-155的miRNA分子。當miR-155過表達時，可導致形成一種難于治療的血癌類型——彌漫性大B細胞淋巴瘤(DLBCL)。“我們猜想借助于一種可與miR-155結合的反義分子，我們可以抑制miR-155的功能，”Slack說。當與這一原始的分子結合時，反義分子可以關閉RNA的活性。但首先它必須要到達那里。

Slack說：“有許多重大的障礙阻礙了觸及這一腫瘤細胞靶標。其中一些障礙包括腎臟對反義分子的清除以及它們在肝臟中的蓄積，肝臟可以吸收所有全身注入的藥物。并且，即便可以觸及目標細胞，這些分子還必須能夠穿過細胞膜，避免被胞吞作用（endocytosis）降解。如果將我們的反義分子想象成彈頭，那我們還必須要找到合適的‘火箭’來將它確實地傳送到靶標處。”

這種“火箭”事實上是攜帶低pH值誘導跨膜結構的一種肽，這意味著只有在細胞處于低pH值的情況下時，這種肽才會插入到細胞膜中。腫瘤細胞提供了一個理想的環境。

Slack說：“不同于正常細胞是通過糖酵解和氧化磷酸化來生成能量，癌細胞在高速度的糖酵解之后生成了乳酸。這一獨特的特性導致了酸性的腫瘤微環境，這是關鍵所在。當我們將我們的反義分子彈頭附著到這一pHLIP肽上時，它不僅成功地讓自身插入到了腫瘤細胞中，還將反義分子拖到了細胞內?，F在這一‘彈頭’可以調度部署，真正地抑制miRNA的功能，控制癌癥生長。”

miR-155/DLBCL小鼠模型的腫瘤大小顯示出顯著的差異，接受抗miRNA治療的小鼠腫瘤生長減慢，生存期延長。作者們進一步證實了這種特殊的治療比當前人類疾病的治療方法毒性更小。

Slack說：“有了這一傳送平臺，我們應該能夠將其他的RNAs轉變為藥物可及的靶點。低pH值也是存在于腎病、心肌梗死、中風和感染以及其他疾病中的一個問題。”

耶魯大學癌癥中心醫學腫瘤學系主任Roy Herbst博士說：“這一研究進展顯示出巨大的療效，且沒有任何的短期副作用。在Frank Slack的領導下，生物化學家、病理學家、生物醫學工程師和基礎科學家們展開了積極的合作，證實了跨學科轉化研究在推動生物醫學發現走向患者醫療中所具有的巨大價值。希望這種治療變體形式可以很快地進入到臨床試驗。”

貝斯以色列女執事醫療中心主任Pier Paolo Pandolfi博士說：“在這項新工作中，Slack博士邁出了至關重要的一步，演示了在未來幾年的癌癥治療中如何有效靶向一些miRNAs。miRNAs和其他的非編碼RNAs是我們尋求個體化癌癥治療最有前景的途經，有了這一新型的傳遞平臺，我們將開始在人體中測試這些藥物。”