Nat Commun：科学家有望开发出一种治疗骨关节炎等关节问题的新型疗法

2021年8月31日 讯 /生物谷BIOON/ --骨关节炎（OA，Osteoarthritis）是一种最常见的与衰老相关的关节疾病，其是由细胞外基质的合成和降解之间的不平衡所引起的疾病。近日，一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“Both microRNA-455-5p and -3p repress hypoxia-inducible factor-2α expression and coordinately regulate cartilage homeostasis”的研究报告中，来自东京医科牙科大学等机构的科学家们通过研究识别出了一种小型RNA分子，其或能潜在帮助减缓骨关节炎患者机体的软骨退化。

图片来源：https://www.nature.com/articles/s41467-021-24460-7

骨关节炎是一种能让人衰弱的关节疾病，其会影响全球数百万人的健康，且在老年人群中非常常见，该病的发生与软骨的长期丧失有关。由于关节置换和对症治疗是当前唯一的选择，科学家们一直不断研究旨在识别出引发骨关节炎的机制并寻找新型疗法。本文研究中，研究人员通过研究发现了一种名为microRNA（miRNA或miR）的小型调节性RNA分子，其或能参与到软骨生产和退化之间的平衡调节过程中，研究者分析了miR-455的亲本分子，其是一种不寻常的分子，能够产生两种不同的功能性miRNA链，即5p和3p。

单个miRNAs能靶向作用一系列基因的表达，这些基因中含有其基因信息的特定结合序列；正因为如此，其就能同时调节多种基因，当与一个基因信息结合时，miRNA就能阻断其转化为蛋白质的过程或会促进信息完全被降解；此前的一项研究结果表明，从小鼠机体中剔除miR-455-3p链或会促进小鼠膝关节软骨的退化，但其具体细节以及5p链所产生的效应却并不清楚。

研究者Yoshiaki Ito说道，miR-455显然在软骨调节过程中扮演着重要作用，但我们并不是完全理解控制其发挥作用的机制，我们对这一主题感兴趣是因为相关的信息缺乏所引起的，而且miR-455能够生成两股不同的且具有生物学效应的miRNA链。随后研究人员分析了人类软骨样本中的miR-455的水平，结果发现，骨关节炎患者机体中miRNA的水平会明显降低；随后研究者开发出了miR-455被敲除的小鼠并在小鼠6个月大时证实了其膝关节有类似骨关节炎样的软骨变性表现。

通过引入miRNA的骨关节炎疗法。

图片来源：Department of Systems BioMedicine,TMDU

研究者Hiroshi Asahara说道，我们开始对这些小鼠机体中过度表达的基因感兴趣是因为缺乏miR-455介导的调节，而且我们进行详细的遗传筛查后发现了一种编码称之为HIF-2α（缺氧诱导因子-2α，hypoxia-inducible factor-2α）的蛋白的相关基因信息，该蛋白是miR-455的靶点之一。HIF-2α是一种参与软骨分解的蛋白质，因此，研究人员将合成版本的miR-455-3p 和5p注射到了骨关节炎小鼠模型的膝盖关节中，结果发现其机体中软骨的退化得到了抑制；HIF-2α的表达在miR-455疗法后发生了明显的下降。

研究者解释道，本文研究发现不仅能够帮助我们更好地理解软骨调节和骨关节炎发病机制的生物学特性，而且还揭示了miR-455或有可能作为靶点来帮助开发治疗骨关节炎的新型疗法。目前研究人员正在进行大量研究来利用miRNAs开发治疗多种疾病的靶向性疗法。本文研究就以这种方式使用两股miR-455链为治疗骨关节炎提供了强有力的支持。综上，本文研究结果表明，两股miRNA链或能靶向作用相同的基因来调节关节软骨的平衡状态。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Ito, Y., Matsuzaki, T., Ayabe, F. et al. Both microRNA-455-5p and -3p repress hypoxia-inducible factor-2α expression and coordinately regulate cartilage homeostasis. Nat Commun 12, 4148 (2021). doi：10.1038/s41467-021-24460-7