科學家復活2000萬年前的基因,幫助對抗痛風
的痛苦痛風至少已經陪伴我們數千年了,但科學家們已經回到更遠的時間——超過 2000 萬年前——帶回了一種可以幫助治療這種疾病和其他類似疾病的基因。
當太多時尿酸在血液中,它在關節和腎臟中形成晶體——然后導致痛風和其他問題,包括腎臟疾病和肝損傷。這種重載稱為高尿酸血癥.
一種叫做尿酸酶的基因可以通過產生一種有助于降低尿酸水平的酶來提供幫助。不幸的是,我們的人類祖先在數百萬年前就失去了這個基因。因此,美國佐治亞州立大學的生物學家萊斯·巴利科和埃里克·戈謝想知道它是否可以恢復。
“沒有尿酸酶,人類就會變得脆弱,”說戈謝。“我們想看看如果我們重新激活破碎的基因會發生什么。”
大約 20 至 2900 萬年前,進化壓力在幾個不同的靈長類動物譜系中逐步淘汰了尿酸酶基因。當時的想法是,額外的尿酸是有益的將果糖轉化為脂肪,以幫助度過糧食短缺。
這意味著尿酸酶不太有利,因為它限制了尿酸。但現在很長一段時間沒有食物問題不大,尿酸對身體有害,而不是幫助身體。
Gaucher 和 Balico 使用 CRISPR 基因編輯技術重建了尿酸酶基因的古代版本,基于在其他哺乳動物中仍然活躍的工作版本,以及該基因如何隨著時間的推移而進化的計算機模型。
然后,他們在實驗室的工程化人類肝細胞上測試了他們的新基因,成功生產了尿酸酶。這達到了預期的效果,降低了尿酸水平和果糖引起的脂肪沉積。在更復雜的中也看到了類似的積極結果3D 肝球體.
“通過重新激活人類肝細胞中的尿酸酶,我們降低了尿酸并阻止細胞將多余的果糖轉化為甘油三酯——肝臟中積聚的脂肪,”說戈謝。
這仍然需要在動物身上得到證明,但尿酸酶進入微小細胞區室的方式稱為過氧化物酶體該團隊表示,在測試中很有希望:這意味著尿酸酶正在找到進入細胞正確部位的方式。
這種治療的潛在好處遠遠超出了痛風。高尿酸水平也有已與不同類型的心血管疾病和高血壓,以及腎結石。
“高尿酸血癥是一種危險的疾病,”說戈謝。“通過降低尿酸,我們有可能同時預防多種疾病。”
然而,還需要更多的研究來弄清楚如何讓這種尿酸酶基因在人類中再次安全地工作——如果確實可以在不干擾其他基本生物過程的情況下進行這樣的調整的話。
人們認為大約五分之一的人在美國患有高尿酸血癥,它可能會受到飲食的影響——例如,紅肉和酒精無濟于事。雖然有治療方法,但它們并不適合所有人,有時還會帶來不必要的副作用。
“我們的基因組編輯方法可以讓患者過上無痛風的生活,并有可能預防脂肪肝,”說戈謝。
該研究已發表在科學報告.