衰老是目前每個人不可避免的過程,幾乎所有生物體都會出現功能衰退。細胞衰老是一種永久生長停止的狀態,已成為衰老的標誌和衰老過程的基本驅動力。隨著時間的推移,衰老細胞在組織中積累,引發機體衰老,並導致與衰老相關的疾病(例如,肝臟脂肪變性和骨關節炎)。
表達衰老標誌物p16INK4A的衰老細胞的預防性消融可減輕小鼠的組織變性,並延長健康壽命,表明衰老細胞在機體衰老中起著誘因作用。例如,衰老細胞在退化的肝臟中逐漸積累,而清除肝臟中的衰老細胞可以減輕肝臟脂肪變性的發展。因此,延緩或逆轉細胞衰老可能為治療與衰老相關的病症提供一種新的治療方法。
理解細胞衰老的遺傳和表觀遺傳學基礎,對於開發減緩衰老的幹預措施至關重要。最近,劉光慧及其合作團隊在Science Translational Medicine發文,報導使用兩種類型的早衰人類間充質前體細胞(hMPCs)進行了基於CRISPR-Cas9的全基因組篩選。hMPCs來自攜帶導致加速衰老疾病Werner症候群和Hutchinson-Gilford早衰症候群的致病突變的人類胚胎幹細胞。
在該篩選中,研究人員挖掘了敲除後可減輕細胞衰老的基因,包括KAT7,一種組蛋白乙醯轉移酶,它在兩種早衰hMPC模型中都被列為首選抗衰老基因。
KAT7的失活降低了組蛋白H3賴氨酸14的乙醯化,抑制了p15INK4b的轉錄,緩解了hMPC的衰老。
此外,靜脈給予編碼Cas9/sg-Kat7的慢病毒載體,可減輕生理衰老小鼠以及Zmpste24-/-早衰小鼠模型的肝細胞衰老和肝臟老化,並得以延長壽命。
因此,該研究表明,基於CRISPR-Cas9的基因篩選是一種強大的方法,可以幫助我們系統性地發現KAT7等衰老基因,這可能是開發衰老乾預措施的治療目標。
原始出處:
Wei Wang et al. A genome-wide CRISPR-based screen identifies KAT7 as a driver of cellular senescence. Science Translational Medicine 2021.
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