南京医科大学再发文：揭示乳腺癌中的抗癌新机制

5月9日，南京医科大学研究团队在期刊《Clinical And Translational Medicine》上发表了研究论文，题为“A 3′-pre-tRNA-derived small RNA tRF-1-Ser regulated by 25(OH)D promotes proliferation and stemness by inhibiting the function of MBNL1 in breast cancer”。本研究揭示了25(OH)D的抗癌新机制，揭示了tRF-1-Ser在乳腺癌（BRCA）进展中的重要功能，并提示tRF-1-Ser可能成为BRCA新的治疗靶点。

研究背景

乳腺癌是全球影响女性的主要恶性肿瘤。尽管现代医学的进步逐渐缓解了乳腺癌的治疗复杂性，但它仍然是女性癌症中第二大死亡率的疾病。维生素D是人体中常见的营养元素，因其广泛的抗癌机制而受到研究人员的关注。许多体外和体内实验已经证明维生素D在乳腺癌中的强大抗癌作用，如抑制肿瘤细胞增殖、促进细胞凋亡、抑制转移和侵袭、促进癌细胞分化等。然而，关于维生素D的抗癌作用仍有有限的临床和流行病学证据。新兴的证据将维生素D缺乏与乳腺癌患者的不良预后联系在一起。然而，最近的一项大规模随机对照临床试验VITAL报告称，维生素D补充剂并不能显著降低癌症的发生率。同时，尚未发现血清25-羟基维生素D（25(OH)D）水平与乳腺癌的病理特征之间存在显著相关性。因此，维生素D的作用机制需要进一步阐明。

维生素D以多种代谢产物的形式存在，包括25(OH)D、1,25-二羟基维生素D(1,25(OH)2D)和1,24,25-三羟基维生素D(1,24,25(OH)3D)。在这些代谢产物中，25(OH)D是最稳定的循环代谢产物，是评估个体整体维生素D状态的常见临床指标。活性形式1,25(OH)2D通过与维生素D受体(VDR)结合发挥生理作用。它由分布在各种组织中的酶1α-羟化酶(CYP27B1)从25(OH)D催化生成，主要分布在肾脏和乳腺、前列腺等外周组织中。高度生物活性的1,25(OH)2D可以转化为无生物活性的1,24,25(OH)3D。因此，CYP27B1、CYP24A1和VDR共同成为决定维生素D功能动态的关键因素。

研究结果

考虑到CYP27B1、CYP24A1和VDR在维生素D途径中的关键调节作用，研究人员首先评估了这些基因在不同BRCA细胞系中的相对表达水平，以识别可能对25(OH)D有响应的细胞。结果发现，在MDA-MB-453、MDA-MB-415和MDA-MB-468细胞中，CYP27B1和VDR的表达显著升高，而CYP24A1的表达相对较低。为了进一步研究，研究人员选择了三个细胞系并指定MDA-MB-231作为对照。生理浓度的25(OH)D（100 nM）已被证明在体外可抑制肿瘤细胞的增殖能力。为了研究25(OH)D对乳腺癌细胞的影响，研究人员将乳腺癌细胞培养在含有100 nM 25(OH)D或相应溶剂的培养基中，并通过CCK8和EDU实验评估其增殖能力。将25(OH)D添加到培养基中，在不同程度上降低了这三种细胞系的增殖能力。MDA-MB-453细胞显示出最显著的增殖能力降低。正如预期的那样，25(OH)D不会影响MDA-MB-231细胞的增殖能力。

将流式细胞术用于检测细胞周期，研究人员发现25(OH)D显著抑制了三种肿瘤细胞系从G1期向S期的转化。与观察到的对细胞增殖的影响相一致，25(OH)D的细胞周期阻滞效应在MDA-MB-453细胞中尤为明显。显微镜检查发现，25(OH)D治疗后MDA-MB-453细胞的形状发生了明显的变化，从椭圆形变为扁平状，这与1,25(OH)2D引起的效应相同。因此，生理浓度的25(OH)D对乳腺癌细胞的增殖能力具有抑制作用。此外，这种抑制作用可能与肿瘤细胞的自分泌和旁分泌分泌能力有关。

25-羟基维生素D (25(OH)D)抑制乳腺癌细胞增殖并在G1期阻滞细胞周期

研究结论

总的来说，本研究为25(OH)D如何通过tsRNAs发挥其抗癌作用提供了新的认识，揭示了25(OH)D与tRF-1-Ser之间的调控关系，以及tRF-1-Ser与MBNL1的机制作用。本研究结果为25(OH)D调控的下游产物提供了新的见解，可以指导25(OH)D缺乏症乳腺癌患者的临床治疗。最终，tRF-1-Ser可以成为乳腺癌的治疗靶点。