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中國科學(xué)院動物研究所研究員劉光慧等首次利用全基因組CRISPR/Cas9篩選體系在人間充質(zhì)干細(xì)胞中鑒定出新的衰老調(diào)控基因，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了可延緩機(jī)體衰老的新型“基因療法”。該研究于1月7日在線發(fā)表于《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》，為延緩衰老、防治衰老相關(guān)疾病提供了干預(yù)靶標(biāo)與新型策略。
細(xì)胞衰老是器官乃至個體衰老的基礎(chǔ)，這一過程受遺傳和環(huán)境等多種因素影響。盡管已有研究報道了一系列細(xì)胞衰老相關(guān)基因，但仍可能存在大量未知衰老調(diào)控基因。針對這些衰老調(diào)控基因，能否發(fā)展干預(yù)個體衰老進(jìn)程的靶向操控手段也缺乏系統(tǒng)研究。
“我們的研究歷時6年多，利用全基因組CRISPR/Cas9篩選技術(shù)、人早衰癥間充質(zhì)干細(xì)胞研究體系，鑒定了百余個新的人類細(xì)胞衰老促進(jìn)基因，并對排名前50的基因進(jìn)行了功能驗證，最終證實，敲除這些基因可延緩人間充質(zhì)干細(xì)胞的衰老?！痹撗芯康耐ㄓ嵶髡咧?、中科院北京基因組研究所研究員張維綺說。
她介紹，組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶的編碼基因KAT7是排在最前的候選基因。研究發(fā)現(xiàn)，生理性和病理性衰老的人間充質(zhì)干細(xì)胞中，KAT7表達(dá)均上調(diào)。敲除該基因，可有效延緩細(xì)胞衰老；過表達(dá)該基因，則會促進(jìn)細(xì)胞衰老。其分子機(jī)制為，KAT7通過選擇性催化H3K14的乙?；龠M(jìn)p15INK4b表達(dá)并誘導(dǎo)細(xì)胞衰老。
相關(guān)動物實驗表明，敲低KAT7可減少衰老小鼠肝臟中衰老細(xì)胞的比例，顯著降低血液中促炎因子的水平，改善小鼠的健康狀態(tài)，延長生理性衰老和早衰癥小鼠的壽命。
“這些結(jié)果表明，基于單因子失活的‘基因療法’有望實現(xiàn)延長哺乳動物的自然壽命和健康壽命。敲低KAT7或利用KAT7抑制劑等干預(yù)手段在人類衰老轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中具有潛在應(yīng)用價值。”該研究的通訊作者之一、中科院動物所研究員曲靜說。
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