Sci Adv | 栾鑫/张卫东/吴也团队开发RIBOTAC靶向降解miR-301a-3p抑制三阴性乳腺癌骨转移

三阴性乳腺癌（ triple-negative breast cancer ，TNBC）侵袭性强，具有较高的早期复发和远 端 转移风险。骨是乳腺癌 最 常见的转移部位 之一 ， 骨转移 可进一步导致溶骨性骨破坏、病理性骨折及疼痛等 临床 骨相关 事件 的发生 。 近年来 TNBC 治疗手段不断丰富 ， 但 针对 乳腺癌 骨转移的有效干预策略仍 十分 有限 。 已有研究表明 ， microRNA （ miRNA ） 的 异常表达广泛参与肿瘤发生 、发展 和转移 过程 ，但由于缺乏传统意义上的 小分子药物 结 合口袋，其 小分子靶 向药物 发现和有效 干预一直面临挑战。

近日，上海中医药大学栾鑫研究员 和吴也副研究员 团队 联合 海军军医大学张卫东教授 在 Science Advances 发表题为 RIBOTAC-mediated degradation of hsa-microRNA-301a-3p suppresses TNBC bone metastasis 的研究论文。该研究揭示hsa-microRNA-301a-3p（miR-301a-3p）是促进TNBC骨转移的重要miRNA，发现可高效结合pri-miR-301a的小分子，并在此基础上构建了基于内源性核糖核酸酶（RNase L）高效诱导靶RNA降解的核糖核酸酶靶向嵌合体（ ribonuclease-targeting chimera ，RIBOTAC） 。 该 RIBOTAC 通过 连接 RNA 识别分子和 RNase L 募集 配体， 募集内源性 RNase L 降低 成熟 miR-301a-3p 水平，并揭示其抑制 TNBC 骨转移的作用机制 ， 为致病 RNA 的小分子干预提供了新思路 。

1. 锁定驱动 TNBC 骨转移的关键 miRNA

研究团队整合 RNA 测序、 TCGA 临床数据以及机器学习方法筛选 TNBC 相关 miRNA ，发现 miR-301a-3p 在 TNBC 中显著升高，并与不良预后及肿瘤转移密切相关，其中与骨转移的关联尤为突出。 miR-301a-3p 在 高骨转移性 MDA-BoM-1833 细胞中呈高表达，抑制该 miRNA 可明显降低 TNBC 细胞迁移能力。进一步在小鼠骨转移模型中发现， 稳定敲低 miR-301a-3p 显著降低骨转移负荷并减轻溶骨性骨损伤，证实了 miR-301a-3p 在 TNBC 骨转移中的重要作用 。

2. 结构导向构建 RIBOTAC ，靶向降解 pri-miR-301a 并抑制骨转移

在明确 miR-301a-3p 的功能后，研究团队进一步探索利用小分子直接干预这一致病 RNA 。 pri-miR-301a 结构分析显示，其 Drosha 剪切位点附近存在可供小分子识别的局部环状结构。 经 RNA 结构预测和分子对接，研究团队筛选得到阿米卡星（ Amikacin ）作为 RNA 识别分子，并 通过多肽 分子 骨架 将阿 米卡星 与 RNase L 募集 配体 偶联， 成功构建靶向 pri-miR-301a 的 RIBOTAC （图 1 ） 。进一步 实验 证实， RIBOTAC 可识别 Drosha 剪切位点附近的 RNA 结构区域，并促进 RNase L 依赖性的靶 RNA 切割， 从而浓度依赖性地降低 miR-301a-3p 水平并抑制 TNBC 细胞迁移 。 RNase L 敲低可 明显削弱上述作用，而重新表达 RNase L 则恢复 RIBOTAC 响应，支持其 RNase L 依赖性的作用机制 。

图 1 靶向 pri-microRNA-301a 的 RIBOTAC 设计与构建

研究团队随后在 MDA-BoM-1833 和 4T1.2 两种 TNBC 骨转移模型中评价其体内药效。结果显示， RIBOTAC 明显降低骨转移负荷，减少溶骨性骨病变，并降低 BSP 和 β-CTX 等骨代谢 相关指标。 治疗过程中小鼠体重未见明显变化，且未观察到明显溶血 。

3. 恢复 NEDD4L - YAP1 内源性调控 揭示抗骨转移 机制

进一步机制研究发现， RIBOTAC 处理后 Hippo 信号通路受到显著影响，其核心效应分子 YAP1 蛋白水平下降。 RIBOTAC 能够增强 YAP1 泛素化 、缩短其蛋白半衰期，而蛋白酶体抑制剂可阻断这一过程，提示 YAP1 主要 通过泛素 - 蛋白酶 体途径 发生降解。通过进一步分析，研究团队锁定 E3 泛素连接酶 NEDD4L 。实验表明， miR-301a-3p 可直接靶向 NEDD4L 3′UTR 并抑制其表达，而 NEDD4L 能够与 YAP1 相互作用。 RIBOTAC 降低 miR-301a-3p 后，解除其对 NEDD4L 的抑制，恢复 NEDD4L 表达并进一步促进 YAP1 泛素化 降解。由此， 该研究建立了 “ RIBOTAC 靶向 pri-miR-301a - miR-301a-3p 降低 - NEDD4L 恢复 - YAP1 泛素化降解 - TNBC 骨转移抑制 ” 的作用机制链条 。

综上，该研究从 TNBC 骨转移关键 miRNA 发现出发，进一步实现了针对pri-miR-301a的小分子RIBOTAC设计和RNA降解，并揭示其通过恢复NEDD4L介导的YAP1内源性降解抑制TNBC骨转移的作用机制。该工作拓展了 RIBOTAC 在实体瘤及致病性非编 码 RNA 靶 向研究 中的应用，也为利用小分子干预传统意义上的 “ 难成药 ”RNA 靶点提供了新的研究思路 。

上海中医药大学 交叉科学研究院 / 附属曙光医院 栾鑫研究员和吴也副研究员 、 海军军医大学 药学院 张卫东教授为论文的共同通讯作者 ， 上海交通大学 / 上海中医药大学 联 培 博士生周卫、 上海中医药大学 附属曙光医院靳金美助理研究员 为论文共同第一作者 。

原文链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeh7999

制版人： 十一

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