Клеточное старение, состояние постоянной остановки роста, стало отличительной чертой и фундаментальной движущей силой старения организма.
Клеточное старение регулируется как генетическими, так и эпигенетическими факторами, не все из которых ясны науке. Отсутствуют систематические исследования воздействия этих генов, которые приводят к эффективной генной терапии против старения и связанных с ним заболеваний, а также к увеличению продолжительности 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 пролил новый свет на регулирование старения с целью продления жизни.
Китайские исследования
Недавно исследователи из Института зоологии Китайской академии наук (CAS), Пекинского университета и Пекинского института геномики CAS совместно работали над выявлением новых генов, которые способствуют старению человека.
Используемая система скрининга — теперь хорошо известная CRISPR. Цель: предоставить 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», словно с помощью переключателя, каждый из первых 50 генов, «подозреваемых» в содействии клеточному омоложению, чтобы проверить эффект.
KAT7
Среди них ген KAT7 был идентифицирован как одна из основных мишеней для облегчения клеточного старения. Увеличивается в мезенхимальных клетках человека при физиологическом и патологическом старении. Истощение KAT7 ослабляет клеточное старение, а его сверхэкспрессия ускоряет его.
Механически инактивация KAT7 снижала ацетилирование лизина 14 гистона H3, подавляла транскрипцию p15INK4b и омолаживала стареющие стволовые клетки человека.
Совокупные исследования показали, что возрастное накопление стареющих и провоспалительных клеток в тканях и органах способствует развитию и прогрессированиюстарение и возрастные расстройства. У мышей абляция стареющих клеток смягчает дегенерацию тканей и продлевает продолжительность жизни мышей.
Проверенная генная терапия
В этом исследовании исследователи обнаружили, что внутривенное введение лентивирусного вектора, кодирующего Cas9/sg-KAT7, снижает долю стареющих клеток 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 позволяют предположить, что генная терапия, основанная на однофакторной инактивации, может быть достаточной для продления жизни (по крайней мере, у мышей, на данный момент).
Это генная терапия на людях? Мы приближаемся.
Исследователи также обнаружили, что лечение лентивирусным вектором, кодирующим Cas9/sg-KAT7, или ингибитором KAT7 WM-3835, облегчает старение гепатоцитов человека и снижает экспрессию генов SASP, что указывает на возможность применения этих вмешательств также в клинических условиях с таргетной генной терапией. .
В целом, это исследование концептуально продемонстрировало, что генная терапия, основанная на инактивации одного фактора, способна задерживать 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: «Полногеномный скрининг на основе CRISPR идентифицирует KAT7 как движущую силу клеточного старения», 6 января 2021 г., Science Translational Medicine.
DOI: 10.1126/scitranslmed.abd2655
