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研究人员鉴定促进骨分化的成骨寡核苷酸

导读骨组织稳态是通过成骨细胞的骨形成和破骨细胞的骨吸收之间的平衡来维持的。然而,当成骨细胞功能随着年龄的增长而下降时,骨重塑失去平衡,...

骨组织稳态是通过成骨细胞的骨形成和破骨细胞的骨吸收之间的平衡来维持的。然而,当成骨细胞功能随着年龄的增长而下降时,骨重塑失去平衡,骨量和密度下降,导致骨质疏松症,影响全球2亿人。激活成骨细胞和促进骨分化的分子被认为是骨质疏松症的药物发现种子。

由助理教授 Tomohide Takaya 领导的研究小组之前发现了一种诱导肌肉分化的寡脱氧核苷酸 (ODN)。该研究小组认为可能存在促进骨分化的ODN,并进行了这项研究。结果,该小组成功地鉴定了一种 18 个碱基的成骨 ODN (osteoDN),即 iSN40,它促进了小鼠成骨细胞从来自乳酸菌基因组序列的 44 种 ODN 分化。研究证实,iSN40具有诱导骨分化和成熟钙沉积骨细胞所需基因表达的作用。iSN40作为一种激活成骨细胞的ODN,有望作为一种核酸药物用于治疗骨质疏松症。

本研究旨在直接作用于成骨细胞并促进骨分化,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而面临骨折的风险,但目前使用的治疗剂是蛋白质/肽制剂,例如抗体和激素(地诺单抗、romosozumab等),难以大量生产且价格昂贵。另一方面,可以廉价地合成核酸。因此,Takaya 助理教授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,为下一代药物提供潜在的纳米分子。

该研究小组准备检查大量 DNA 序列并进行长时间的实验以寻找osteoDN,当时尚不清楚它们是否存在。他们准备进行长时间的实验,检查许多 DNA 序列,但对找到 ODN 的容易程度感到惊喜。有人可能会认为这可能只是运气,或者更确切地说,Takaya 助理教授认为,这是我们尚未发现osteoDNs 的事实。影响细胞命运的 ODN 序列(例如osteoDN)可能比我们之前认为的要多得多。

OsteoDNs 是短的单链 DNA,可以促进骨细胞的形成。这种成骨的osteoDN有望作为骨质疏松症的治疗药物。下一步是在动物模型中证明成骨骨化骨的作用。最终,目标是在临床环境中应用它作为治疗骨质疏松症的药物。

研究结果发表在《纳米材料》上。

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