乳腺癌是女性最常见的癌症。乳腺癌的发展通常起源于乳腺的上皮细胞——这些细胞在怀孕期间和怀孕后专门负责产奶。来自弗里德里希·席勒耶拿大学(德国)、深圳大学(中国)和耶拿大学医院(德国)的一组研究人员仔细研究了这一专业化过程，并破译了一个分子机制，该机制似乎也在这一过程中发挥着重要作用。癌症的发展。根据这些研究结果，有可能开发出新的乳腺癌诊断程序和治疗方法。科学家们在科学杂志《细胞报告》上报告了他们的工作。

打开和关闭 RNA 合成

细胞分化，即它们的特化，是有机体的重要组成部分——只有通过这种特化，细胞才能承担不同的任务。在泌乳过程中(由激素触发，使乳腺产生乳汁的过程)，相关细胞首先繁殖。此过程所需的蛋白质是由核糖体产生的。核糖体的基本组成部分是核糖体RNA，简称rRNA。如果需要更多的蛋白质，对rRNA的需求也会增加，并且其在细胞核中的合成也会相应增加。在泌乳结束时，特化细胞停止生长并再次减少 rRNA 合成。这种调节机制发生在表观遗传水平，这意味着变化的不是 DNA 本身，而是其包装，而另一种类型的 RNA 对此负责。

“我们发现，几年前我发现了一种名为 PAPAS 的长非编码 RNA，它可以作用于 DNA 的包装并减少 rRNA 的产生，”该项目的负责人 Holger Bierhoff 博士解释道。耶拿大学。“更准确地说，PAPAS 影响 DNA 活性区域的进入，并决定这些区域是否被复制到 RNA 中。如果需要大量核糖体和蛋白质，从而需要大量 rRNA，则 PAPAS 的合成就会减少。如果要停止这个过程，PAPAS 水平就会升高。”

耶拿的专家还发现，PAPAS 不仅在细胞增殖中发挥着重要作用，而且在专门化方面也发挥着重要作用。Bierhoff 说：“当我们通过细胞基因操作关闭 PAPAS 时，我们发现产奶细胞的发育不再正常发挥作用。”

高 PAPAS 水平 – 低肿瘤生长

癌细胞中 rRNA 的合成也会增加，因为它们繁殖迅速，需要大量蛋白质，因此也需要大量核糖体。“因此，我们问自己，我们观察到的调节机制是否也在乳腺癌的发展中发挥作用。答案显然是肯定的，”细胞生物学家 Bierhoff 解释道。“当我们减少 PAPAS 合成并关闭细胞特化时，我们观察到细胞发展出了癌细胞的特征。” 相比之下，研究人员在细胞培养物和小鼠体内表明，高 PAPAS 水平可减少肿瘤生长和转移扩散。

但癌细胞如何设法关闭 PAPAS 的产生，从而促进 rRNA 的合成呢?“我们还找到了一种机制，”比埃尔霍夫解释道。“PAPAS 的产生需要 PAPAS 基因起始处的分子信号。这种信号结构受到特定蛋白质的调节，这些蛋白质可以解析或阻断该结构。我们观察到这些蛋白质在乳腺癌细胞中的产量特别高。肿瘤越具有侵袭性，它们的存在就越多。”

耶拿研究人员正在开发 RNA 疗法

对于 Holger Bierhoff 来说，研究结果在两个方面是有希望的：“首先，我们发现 PAPAS 可以成为评估乳腺肿瘤侵袭性的一个有趣的标记。这些信息有可能用作诊断工具，”他说。“其次，我们已经在致力于开发一种用于癌症治疗的 RNA 疗法。我们知道 PAPAS 调节 rRNA 合成的机制，也知道 RNA 的哪个区域是必需的。现在的想法是人工生产PAPAS的这一部分，将其包装在纳米颗粒中，并将其引入癌细胞中，从而恢复其功能。通过这种方式，我们将减少癌症增殖所需的 rRNA 合成。” 这一策略类似于 mRNA 疫苗，例如针对 Covid-19 的疫苗，然而，这里将应用调节性 RNA，而不是蛋白质编码 RNA。