鉴定促进骨分化的成骨寡脱氧核苷酸
骨组织内稳态是由成骨细胞形成骨和破骨细胞吸收骨之间的平衡来维持的。但是,当成骨细胞功能随着年龄的增长而下降时,骨重塑失衡,骨量和骨密度下降,就会发生骨质疏松症,全世界有2亿人患有骨质疏松症。激活成骨细胞和促进骨分化的分子被认为是骨质疏松症药物发现的种子。
由助理教授Tomohide Takaya领导的研究小组此前发现了一种诱导肌肉分化的寡核苷酸(ODN)。课题组认为可能存在一种促进骨分化的ODN,因此进行了这项研究。结果,研究小组成功地识别出了一个18个碱基的成骨ODN (osteogenetic ODN, osteoDN), iSN40,它能促进小鼠成骨细胞从44种来自乳酸菌基因组序列的ODN中分化。研究证实,iSN40具有诱导骨分化和钙沉积骨细胞成熟所需基因表达的作用。iSN40有望作为一种激活成骨细胞的核酸药物应用于骨质疏松症的治疗。
本研究的目的是直接作用于造骨细胞促进骨分化,发现对治疗骨质疏松症有用的核酸药物种子。虽然很多人都有骨质疏松导致骨折的风险,但目前使用的治疗药物是蛋白质/肽制剂,如抗体和激素(denosumab, romosozumab等),这些药物很难大量生产,而且价格昂贵。另一方面,核酸可以廉价合成。因此,Takaya助理教授希望提出针对骨质疏松症的核酸药物的可能性,因为核酸易于制造和储存,并为下一代药物提供了潜在的纳米分子。
研究小组准备检查大量的DNA序列,并进行长时间的实验,以寻找骨odns,在当时,骨odns是否存在是未知的。他们准备进行长时间的实验,检查许多DNA序列,但惊喜地发现ODN是如此容易。有人可能会认为,这可能只是运气,或者更确切地说,高屋助理教授认为,这是我们尚未发现骨odns的事实。影响细胞命运的ODN序列,如osteoDN,可能比我们之前想象的要多得多。
骨odns是一种短的单链DNA,能够促进骨细胞的形成。这种骨形成的骨dn有望作为治疗骨质疏松症的药物。下一步是在动物模型中证明骨odns的作用。最终的目标是将其作为治疗骨质疏松症的药物应用于临床。
研究结果发表在纳米材料.
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