科学家复活2000万年前的基因,帮助对抗痛风
的痛苦痛风至少已经陪伴我们数千年了,但科学家们已经回到更远的时间——超过 2000 万年前——带回了一种可以帮助治疗这种疾病和其他类似疾病的基因。
当太多时尿酸在血液中,它在关节和肾脏中形成晶体——然后导致痛风和其他问题,包括肾脏疾病和肝损伤。这种重载称为高尿酸血症.
一种叫做尿酸酶的基因可以通过产生一种有助于降低尿酸水平的酶来提供帮助。不幸的是,我们的人类祖先在数百万年前就失去了这个基因。因此,美国佐治亚州立大学的生物学家莱斯·巴利科和埃里克·戈谢想知道它是否可以恢复。
“没有尿酸酶,人类就会变得脆弱,”说戈谢。“我们想看看如果我们重新激活破碎的基因会发生什么。”
大约 20 至 2900 万年前,进化压力在几个不同的灵长类动物谱系中逐步淘汰了尿酸酶基因。当时的想法是,额外的尿酸是有益的将果糖转化为脂肪,以帮助度过粮食短缺。
这意味着尿酸酶不太有利,因为它限制了尿酸。但现在很长一段时间没有食物问题不大,尿酸对身体有害,而不是帮助身体。
Gaucher 和 Balico 使用 CRISPR 基因编辑技术重建了尿酸酶基因的古代版本,基于在其他哺乳动物中仍然活跃的工作版本,以及该基因如何随着时间的推移而进化的计算机模型。
然后,他们在实验室的工程化人类肝细胞上测试了他们的新基因,成功生产了尿酸酶。这达到了预期的效果,降低了尿酸水平和果糖引起的脂肪沉积。在更复杂的中也看到了类似的积极结果3D 肝球体.
“通过重新激活人类肝细胞中的尿酸酶,我们降低了尿酸并阻止细胞将多余的果糖转化为甘油三酯——肝脏中积聚的脂肪,”说戈谢。
这仍然需要在动物身上得到证明,但尿酸酶进入微小细胞区室的方式称为过氧化物酶体该团队表示,在测试中很有希望:这意味着尿酸酶正在找到进入细胞正确部位的方式。
这种治疗的潜在好处远远超出了痛风。高尿酸水平也有已与不同类型的心血管疾病和高血压,以及肾结石。
“高尿酸血症是一种危险的疾病,”说戈谢。“通过降低尿酸,我们有可能同时预防多种疾病。”
然而,还需要更多的研究来弄清楚如何让这种尿酸酶基因在人类中再次安全地工作——如果确实可以在不干扰其他基本生物过程的情况下进行这样的调整的话。
人们认为大约五分之一的人在美国患有高尿酸血症,它可能会受到饮食的影响——例如,红肉和酒精无济于事。虽然有治疗方法,但它们并不适合所有人,有时还会带来不必要的副作用。
“我们的基因组编辑方法可以让患者过上无痛风的生活,并有可能预防脂肪肝,”说戈谢。
该研究已发表在科学报告.