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浙大科学家发现器官大小“调控器”

研究成果作为封面文章发表在权威刊物《细胞研究》上

  本报杭州9月15日讯 (通讯员 沈敏琦 周炜 记者 曾福泉) 为什么我们的左右手一样大?为什么动物的肝脏部分切除后能够再生到原来的大小?浙江大学科学家发现,我们体内的一种小RNA(核糖核酸)在器官大小调控中发挥着重要作用,它还将为研发治疗肝癌等疾病的药物提供新思路。相关成果日前作为封面文章发表在最新一期权威刊物《细胞研究》上。

  科学家此前发现了HIPPO细胞信号通路,即名为HIPPO的基因通过调控细胞数量来控制动物器官大小的机制。浙大生命科学研究院赵斌教授课题组的最新成果则表明,名为miR-130a的小RNA是HIPPO信号通路调控机制的关键。

  赵斌解释说,在HIPPO通路中,名为YAP的蛋白质活性增强,就会引起器官变大。新发现的miR-130a能够激活YAP的活性。而另一方面YAP直接提高miR-130a在细胞内的水平。因此YAP和miR-130a相互促进造成器官大小的显著增大。当miR-130a的活性被抑制,通路也随之失调,无法再促进器官变大。

  赵斌的实验室里挂着一张大幅海报,绘制者是癌症研究领域著名科学家温伯格教授。一个细胞上,画着10种不同颜色的信号通路。赵斌说,细胞作为生命最基本的单位,需要感知环境,将环境信号转化为基因表达,合成新的蛋白质,去实现不同的功能,这就是信号通路,调控细胞生长、分裂或者凋亡,也与癌症等疾病高度相关。

  “HIPPO意为河马,是其中最新发现的一条信号通路,也是当前的研究热点。”赵斌所在的实验室自2007年就开展了对于HIPPO通路的研究,先后发现了这一通路的上游信号及YAP的作用。他说,miR-130a是课题组在多年探索基础上,在小鼠体内发现的。在实验室里,课题组先让小鼠的肝脏细胞分裂,以致肝脏的体积增大50%。而向小鼠递送miR-130a的反义核酸将其“中和”后,肝脏就保持正常不再变大。

  科学家曾尝试通过研究常规蛋白编码基因来破解HIPPO通路调控下游机理,但尚未成功,而赵斌课题组则在小RNA这类非编码RNA上取得了突破。赵斌介绍,在果蝇体内,也发现了与miR-130a执行类似功能的小RNA,但两者的碱基序列大相径庭,这也加大了研究者发现真相的难度。

  据介绍,发育与癌症都与细胞增殖、凋亡等密切相关,因此发育相关通路的失调常导致癌症的发生,HIPPO通路也不例外。在癌症中,HIPPO信号通路的基因在基因突变、拷贝数、表达水平、蛋白亚细胞定位等多个层面上存在异常。例如YAP在肝癌和食道癌中发生基因扩增而激活,而其上游的一些基因分别在癌症中发生失活和激活突变,是特定癌症的关键抑癌基因和癌基因。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。

  赵斌指出,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,赵斌认为,课题组的研究提示,可以将miR-130a反义核酸作为新型的YAP抑制剂,成为抗癌药物新的研发方向。


浙江日报 人文 00013 浙大科学家发现器官大小“调控器” 2015-09-16 4013483 2 2015年09月16日 星期三