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 понятны науке. Нет систематических исследований вмешательства этих генов, что приводит к эффективной генной терапии против старения и связанных с ним заболеваний, для увеличения 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 пролить новый свет на регулирование старения для увеличения продолжительности жизни.
Китайские исследования
Недавно исследователи из Института зоологии Китайской академии наук (CAS), Пекинского университета и Пекинского института геномики CAS объединились для выявления новых генов, которые способствуют старению человека.
Используемая система скрининга — хорошо известная сейчас 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» путем переключения каждый из первых 50 генов, «подозреваемых» в содействии омоложению клеток, 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, вместо этого его избыточная экспрессия ускоряет его.
Механически инактивация KAT7 снижала ацетилирование лизина 14 гистона H3, p15INK4b репрессировала транскрипцию 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 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, снижала долю стареющих клеток и провоспалительных клеток в печени, уменьшала факторы секреторного фенотипа, связанные с циркуляторным старением (SASP) в сыворотке крови. и увеличенное качество и продолжительность жизни старых мышей.
Эти данные свидетельствуют о том, что генной терапии, основанной на инактивации одного фактора, может быть достаточно для увеличения продолжительности 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, уменьшает старение гепатоцитов человека и снижает экспрессию генов SASP, что указывает на возможность применения этих вмешательств и в клинических условиях с целенаправленными действиями. генная терапия.
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 фактор клеточного старения», 6 января 2021 г., Science Translational Medicine.
DOI: 10.1126/scitranslmed.abd2655
