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,随着年龄的增长,成骨细胞的功能下降,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2亿人受到影响。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开发的种子。
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脱氧核苷酸(ODN)。课题组认为可能存在一种促进骨分化的ODN,并进行了这项研究。因此,该小组成功地识别了一个18碱基成骨ODN (osteoDN), iSN40,它促进了小鼠成骨细胞从44种来源于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ODN,应用于治疗骨质疏松症的核酸药物。
这项研究的目的是直接作用于造骨细胞促进骨分化,并发现对治疗骨质疏松症有用的核酸药物种子。尽管许多人因骨质疏松症而面临骨折的风险,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,助理教授Takaya希望提出核酸药物治疗骨质疏松症的可能性,因为核酸易于制造和储存,并为下一代药物提供潜在的纳米分子。
研究小组准备检查大量的DNA序列,并进行长时间的实验来寻找骨odn,当时还不知道它们是否存在。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,助理教授Takaya认为,这是我们还没有发现骨odn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多得多。
骨odns是一种短的单链DNA,可以促进骨细胞的形成。这种骨形成dn有望成为治疗骨质疏松症的药物。下一步是在动物模型中证明骨形成的骨odns的作用。最终的目标是将其应用于临床,作为治疗骨质疏松症的药物。
研究结果发表在纳米材料.
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