Клеточное старение, состояние постоянной остановки роста, стало отличительной чертой и основной движущей силой старения организма.
Клеточное старение регулируется как генетическими, так и эпигенетическими факторами, не все из которых ясны науке. Нет систематических исследований вмешательства этих генов, которые привели бы к эффективной генной терапии против старения и связанных с ним заболеваний, чтобы продлить продолжительность жизни.
Сколько генов, способствующих старению, содержится в геноме человека? Каковы молекулярные механизмы, с помощью которых эти гены регулируют старение? Может ли генная терапия облегчить индивидуальное старение?
Исследовательская группа изКитайская Академия Наук пролить новый свет на регулирование старения для увеличения продолжительности жизни.
Китайские исследования
Недавно исследователи из зоологического института Китайской академии наук (CAS), Пекинского университета и Пекинского института геномики CAS объединились для выявления новых генов, которые способствуют старению человека.
Используемая система скрининга - известная теперь CRISPR. Цель: предложить новый подход к генной терапии против старения.
В этом исследовании ученые наблюдали преждевременное старение стволовых клеток человека и определили более 100 генов-кандидатов, способствующих старению.
Затем они «инактивировали», как переключателем, каждый из первых 50 генов, «подозреваемых» в участии в омоложении клеток, чтобы проверить эффект.
KAT7
Среди них ген KAT7 был идентифицирован как одна из основных мишеней для облегчения клеточного старения. Увеличивается количество мезенхимальных клеток человека при физиологическом и патологическом старении. Истощение KAT7 ослабляет клеточное старение, а его сверхэкспрессия ускоряет его.
Механически инактивация KAT7 уменьшала ацетилирование гистона H14 лизина 3, подавляла транскрипцию p15INK4b и омолаживала стареющие стволовые клетки человека.
Кумулятивные исследования показали, что возрастное накопление стареющих клеток и провоспалительных клеток в тканях и органах способствует развитию и прогрессированиюстарение и расстройства, связанные со старением. У мышей удаление стареющих клеток смягчает дегенерацию тканей и продлевает срок их здоровья.
Проверенная генная терапия
В этом исследовании исследователи обнаружили, что внутривенная инъекция лентивирусного вектора, кодирующего Cas9 / sg-KAT7, снижает долю стареющих и провоспалительных клеток в печени, снижает факторы секреторного фенотипа, связанного со старением кровообращения (SASP ) в сыворотке и увеличенное качество и продолжительность жизни старых мышей.
Эти результаты предполагают, что генная терапия, основанная на инактивации одного фактора, может быть достаточной для увеличения продолжительности жизни (по крайней мере, на данный момент у мышей).
Это генная терапия на людях? Мы приближаемся.
Исследователи также обнаружили, что лечение лентивирусным вектором, кодирующим Cas9 / sg-KAT7 или ингибитором KAT7 WM-3835, снимает старение гепатоцитов человека и снижает экспрессию генов SASP, что указывает на возможность применения этих вмешательств. в клинических условиях с помощью целевой генной терапии.
В целом, это исследование концептуально продемонстрировало, что генная терапия, основанная на инактивации одного фактора, способна замедлить индивидуальное старение.
Это исследование не только углубляет наше понимание механизма старения, но и предоставляет новые потенциальные цели для генной терапии, которая продлевает продолжительность жизни.
Ссылка: «Скрининг на основе CRISPR для всего генома определяет, что KAT7 является драйвером клеточного старения», 6 января 2021 г., Science Translational Medicine.
DOI: 10.1126 / scitranslmed.abd2655
