有研究表明，microRNA 分子miR-34a是破骨细胞发育、骨吸收及骨肿瘤转移微环境形成的一个关键性抑制因子，它将是骨质疏松和骨癌转移新疗法的重要靶点。（ Nature.2014年6月25日在线版）

  德克萨斯大学西南医学中心的Yihong Wan及其同事在骨髓内破骨细胞的生成过程中，检测了几种与骨癌相关microRNAs，发现miR-34a阻断了破骨细胞的发育，而与之相关的miR-34b和miR-34c则无该作用。

在他们发表在Nature的文章中指出，破骨细胞分化因子受体kappa-B配体（RANKL）可迅速下调MiR-34a的表达，且罗格列酮可进一步减少MiR-34a。但miR-34b/c的表达水平却不受RANKL和罗格列酮的影响，其表达水平要明显低于miR-34a。MicroRNA是一类在细胞功能中有重要作用的非编码小分子。关于一些microRNA（包括miR-34a）是否能抑制人原发肿瘤形成的研究正在进行。

Wan在MedPage Today中指出，这些研究率先发现了microRNA可抑制转移性骨肿瘤及骨质疏松。她还提出，micorRNA将来可作为一种新型药物，不仅用来治疗原发性和转移性肿瘤，而且也能保护骨组织对抗骨质疏松和其他退变性疾骨病。

MiR-34a：骨吸收的调控者？

为了明确miR-34a在骨吸收中的生理相关的调控作用，研究人员选用了miR-34a敲除老鼠和miR-34a杂合子老鼠进行研究。Northern blot分析结果证实，在miR-34a敲除（34a-KO） 老鼠中miR-34a的表达下降。

研究者发现，与先前的报道一致，敲除miR-34a对小鼠的发育没有明显影响。在miR-34a杂合子老鼠和miR-34a敲除老鼠中破骨细胞的分化作用都加强，而破骨前体细胞的增殖或存活并不受影响。因此，miR34-a杂合子和敲除老鼠血清羧基端肽-1 (CTX)-1的表达和破骨细胞的数目都得以增加。

作者指出随着血清标记物I型胶原的氨基端前肽(P1NP)的表达下降，总的miR-34a敲除也减少了骨形成，也伴有成骨细胞数、骨形成率、矿物质沉积率的下降。在miR-34a杂合子老鼠中骨吸收的增加表明miR-34a的功能是单倍基因表达，且对剂量下调很敏感。

骨髓移植实验显示，接受34a-KO骨髓移植的野生型(WT)小鼠体内的CTX-1表达要比接受WT骨髓移植的WT小鼠高。此外，对破骨细胞内miR-34a条件敲除的小鼠(34a-Tie2-KO)其破骨细胞数目和骨吸收都上调，但对骨形成没有影响，因而导致了骨量下降。因此，研究者指出破骨细胞系中MiR-34a缺失可加速骨吸收。

药物影响

这些基因组学的研究结果促使研究人员观察miR-34a类似药物能否对抗绝经后的骨质疏松的药物。

研究人员利用卵巢切除术(OVX)的小鼠模型和壳聚糖(CH)纳米颗粒载体与假手术的对照组相比，发现接受miR-ctl-CH治疗的OVX小鼠CTX-1增加的同时P1NP下降，而接受miR-34a-CH治疗的OVX小鼠CTX-1上调和P1NP下调均被阻断。

因此，采用miR-34a-CH治疗可对抗OVX引起的骨质疏松，也使假手术组小鼠的骨吸收减少、骨形成增加，骨量更多。生物分布显示miR-34a表达水平在骨髓内最高，且经miR34-a-CH治疗后其表达能增加5倍。这说明miR-34a的体内运输非常有效。

研究这总结道：破骨细胞miR-34a过度表达足以对抗骨质疏松，而且破骨细胞是miR-34a治疗获益的主要位点。其他表明，在针对破骨细胞的miR-34a转基因小鼠中乳腺癌和黑色素瘤的骨转移减少。在这两种肿瘤模型中，采用miR-34a纳米颗粒治疗可减少骨转移。

Tgif2：miR-34a的直接作用靶点

研究人员证实转化生长因子β诱导因子2(Tgif2)是miR-34a的直接作用靶点。在小鼠和人的破骨细胞中，功能获得的miR-34a可抑制Tgif2的表达，但功能缺失的miR-34a则作用相反。MiR-34a识别Tgif2的3'非翻译区域(UTR)在哺乳动物中是进化保守的。荧光素酶报告基因结果提示Tgif2 3' UTR足以调控miR-34a。重要的是，如果在Tgif2 3' UTR上的miR-34a种子区发生突变，那么miR-34a就不能调控Tgif2。

Wan认为microRNAs在骨生理学上的作用正开始逐渐被发现和理解。她指出，目前并没有太多骨质疏松中microRNA的研究，该研究在基因组学和药物学上都是领先者。她认为已有研究证实成骨细胞特异性miR-34b/c功能获得通过抑制成骨细胞和骨生成减少骨量。而该研究表明破骨细胞特异性功能获得miR-34a通过抑制破骨细胞生成和骨质疏松来保护骨骼。该研究为其他受RANKL调控和/或调节Tgif2表达的miRNAs作了铺垫，同时也是人类mir-34a-Tgif2通路在病理和治疗上的流行病学和临床研究。

MiR-34a具有促进合成作用

大多数的系统给药能作用于不同的组织和细胞。该研究表明尽管在成骨细胞内miR-34a过表达对骨质疏松或转移性骨肿瘤的治疗获益作用不明显，但它还是会促进骨形成。

研究人员总结，与目前一般只有抗分解效应的药物相较，也许miR-34a可成为同时具有抗分解和促合成效应的的新型治疗药物。miR-34a及miR-141和miR-219开辟了一种基于RNA的骨保护药物的新时代。

其他miR-34a的靶基因包括SIRT1,SIRT6和PNUTS（除Tgif2外），尽管在破骨细胞内miR-34a的靶基因不是Tgif2，但体内外基因挽救实验证实Tgif2是miR-34a的关键靶基因，其他靶基因可能作用不明显或者功能上与破骨细胞生成不相关。

人类肿瘤一般不表达miR-34a, miR-34b, and miR-34c。体外实验显示它们可能对P53的功能起着关键的介导作用，也是潜在的肿瘤抑制基因。体内实验表明miR-34abc三联敲除小鼠P53功能未受影响，也没有促进肿瘤的形成。

研究人员发现，全身miR-34a给药能减轻肿瘤的恶性程度。这让人产生了一个有趣的猜想：miR-34a可能在其他细胞上发挥了抗癌作用，而这些细胞对肿瘤微环境的作用就像破骨细胞对转移性骨肿瘤微环境形成的作用类似。

该研究阐明了破骨细胞内的miR-34a可有效阻断转移性骨肿瘤，率先提供了体内基因证据证实了miR-34a可通过阻止转移性肿瘤微环境来抵抗肿瘤恶化进程。

（编译 周婷 审校 于世英）