【跨学科 >> 科学奥秘1】动物器官大小的秘密和癌症有关哦

笑看今朝

先提个问题:是什么物质给了人体器官一个约定俗成的大小范围,比如人的耳朵不会长得跟猪八戒一样大?器官尺寸的变化,是怎么和癌变这类致命的疾病联系起来的?

　　青年千人计划特聘教授、浙江大学生命科学研究院赵斌课题组的最新发现是这样的——一个毫不起眼的仅由21个核苷酸组成的小RNA,掌控着器官大小变化的命运,当它的活性被抑制,HIPPO信号通路失调就会引起器官增大,甚至诱发癌症。

　　相关论文《正反馈回路促进器官大小和肿瘤发生》,作为封面文章刊登在最近一期的《Cell Research》(《细胞研究》,《自然》杂志社旗下的杂志)上。课题组得到的结论除了能够解释器官大小的秘密之外,这个发现将为研发治疗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。赵斌说:“这是因为它的Hippo细胞信号通路失调了。”

　　2003年,科学家在果蝇里发现一个基因,如果突变这个基因,果蝇的头部和眼睛就会膨大得像河马的脑袋一样大,这个基因也因此得名河马(Hippo)。

　　之后,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”。

　　早在2007年,赵斌所在的实验室就已经开展了哺乳动物器官大小调控的研究。他们发现了一个对Hippo信号通路起关键作用的蛋白质——YAP,这是一个基因转录调控因子。

　　大家都知道,RNA是遗传信息传递过程中的桥梁,负责传递DNA链上的遗传信息。“但是,YAP究竟如何通过调控基因表达,来控制器官大小的呢?”带着这个问题,赵斌的课题组探索了很多年。

　　他们终于发现了中间的一个联结者:小RNA“miR-130a”。

　　“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信号通路异常就无法再促进器官变大。”赵斌说,“小RNA不可小看,它在器官大小发育上发挥着重要作用。”

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课题组尝试向肝脏变大的小鼠递送了一种miR-130a的反义核酸,这种核酸可以抑制miR-130a的表达。这样,miR-130a被中和,Hippo信号通路复活,肝脏停止了生长,不再变大。

　　人的发育与得癌症,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。

　　“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。”

　　赵斌说,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,这项研究显示,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。

　　相比于传统的抗癌症药物,针对YAP的抑制剂,靶向性强,副作用小。

　　“YAP的分子功能是多样的。”赵斌表示,它在癌症当中是一个反派角色,但是有些情况下也需要去激活它,因为它有时候是重要的正能量。

　　比如,YAP蛋白也可以促进心肌的再生。

　　心肌梗死,就是心脏的某一块组织坏死。此时人的心肌的能力非常差,结果形成一个疤痕组织,会导致心肌失去功能。

　　赵斌表示,“特别是在成年人当中也可以促进,这一点是非常难得的。”赵斌说。虽然现在看到的作用还是比较弱的,但是还是能看到比较明显的区别。

　　赵斌表示,YAP蛋白是两方面的,怎么样能够在一个特定的环境下,控制它激活或者是抑制,而且避免另外一个方向的副作用,这还有比较长的路要走。