延缓衰老?Nature子刊:基因编辑让早衰小鼠寿命延长25%
2019/02/21
衰老一直是科学家们想攻克的课题之一。

Salk研究人员利用基于CRISPR的基因疗法治疗小鼠的早衰。视频来源:Salk Institute

视频地址:https://v.qq.com/x/page/q0840wosz2l.html

年龄增长会增加很多疾病发生的风险,例如心脏病、癌症和阿尔兹海默症。所以,科学家们一直在试图找到延缓衰老的方法。

2019年2月18日,《Nature Medicine》期刊上发表一篇最新文章,揭示了一种新的基因疗法或有助于延缓衰老。

来自Salk研究所的科学家们利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,成功抑制了患有Hutchinson-Gilford早衰综合征的小鼠的快速衰老。这一罕见疾病同样也折磨着人类。

“衰老是一个复杂的过程,细胞会在这一过程中失去功能。所以,我们需要找到驱动衰老的关键分子。”文章作者、Salk研究所基因表达实验室教授Juan Carlos Izpisua Belmonte表示,“早衰是一种研究衰老的理想模式,因为它允许我们设计干预措施,并对其改进、验证。”


https://doi.org/10.1038/s41591-019-0343-4

早衰病因

Hutchinson-Gilford早衰症是一种罕见的致命性遗传疾病,其主要的致病因素是LMNA基因的突变。

通常,LMNA基因在细胞内表达两种相似的蛋白质:核纤层蛋白A(lamin A)和核纤层蛋白C(lamin C)。该基因的突变会让核纤层蛋白A转变成早衰蛋白(progerin),一种缩短、有毒版的核纤层蛋白A,会随着年龄增长而累积,并在早衰患者体内加剧。

无论是人类还是小鼠,早衰都会引发许多衰老的迹象,包括DNA损失、心脏功能障碍和寿命显著缩短。

利用“魔剪”减缓衰老

我们的目标是减少因LMNA基因突变而导致细胞内progerin积累的毒性。”文章共同一作、Izpisua Belmonte实验室的研究员Hsin-Kai Liao解释道。他们推测,通过CRISPR / Cas9技术可以实现这一预期。


图片来源:CC0 Public Domain

研究团队利用腺相关病毒(AAV,插入有两种合成的引导RNAs和报告基因)将CRISPR/Cas9系统传递早衰小鼠模型的细胞中。引导RNA将牵引Cas9蛋白靶向特定的DNA,并进行剪切,使得核纤层蛋白A和progerin失去功能,但是并不会破坏核纤层蛋白C。报告基因负责帮助研究人员追踪被AAV感染的组织。

治疗2个月后,患病小鼠变得更强壮、更活跃,它们的心血管健康得到了改善,主要表现为主动脉血管退化减弱、心率遗传缓慢发作延迟(这是早衰和老年人常出现的两个问题)。


两只相同年龄的早衰小鼠,左侧小鼠接受治疗(更大、更健康),右侧小鼠未接受基因治疗。(图片来源:Salk Institute)

总体而言,使用CRISPR/Cas9技术靶向核纤层蛋白A和progerin,可以显著改善早衰小鼠的生理健康和寿命。治疗后的小鼠表现出与正常小鼠相似的活动水平,并且它们的寿命大约增加了25%。

这是基因编辑疗法首次应用于早衰症的治疗。“如果可以提高病毒感染各种组织的效率,我们将有望进一步延长寿命。” Izpisua Belmonte实验室的博士后Pradeep Reddy表示道。当然,现在还只是开始,依然需要投入很多研究。

参考资料:

Single-dose CRISPR–Cas9 therapy extends lifespan of mice with Hutchinson–Gilford progeria syndrome

A new CRISPR/Cas9 therapy can suppress aging

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