哈佛科學家利用抗衰老基因療法使青光眼小鼠恢復視力
哈佛大學的科學家們利用一種實驗性的基因療法,通過有效地逆轉小鼠細胞的衰老過程,成功地讓患有青光眼的小鼠恢復了視力。雖然仍處於早期階段,但該團隊表示,這項研究是用表觀遺傳學減緩衰老症狀的概念證明。
研究人員將三個關鍵基因送入幾組有不同眼睛問題的小鼠的視網膜中。在視神經受傷的小鼠中,該療法幫助神經再生。該療法還有助於逆轉患有類似青光眼的小鼠的視力下降,以及那些與年齡相關的損傷。
“我們的研究表明,有可能安全地逆轉視網膜等複雜組織的年齡,並恢復其年輕的生物功能,”該研究的資深作者David Sinclair說。“如果通過進一步的研究得到肯定,這些發現可能會對青光眼等年齡相關視力疾病的護理以及對整個疾病的生物學和醫學治療領域產生變革。”
該團隊的研究涉及到針對錶觀基因組的研究。我們DNA的內容並不是信息代代相傳的唯一方式–表觀遺傳學領域探索的是基因的表達如何被開啟和關閉。主要的表觀遺傳學變化之一是DNA甲基化,分子模式”標記”基因以控制它們的表達方式,而不改變底層DNA序列。
這些甲基化模式是在胚胎髮育過程中奠定的,基本上是幫助不同的細胞類型只讀取與它們相關的DNA序列。DNA甲基化模式被認為會隨著年齡的增長而變得有些混亂,從而改變基因的表達,進而損害細胞的功能。最終,這就導致了我們都很熟悉的衰老症狀。
因此,新研究的研究人員著手研究將這些模式恢復到更年輕的狀態是否可以逆轉對細胞的損害。他們將三個特定的基因加載到病毒載體中,並將包引入到小鼠的視網膜中。這三個基因分別是Oct4、Sox2和Klf4,這組基因用於將細胞轉化為誘導多能幹細胞,準備成為任何需要的細胞。通過只使用其中三個因子,團隊讓細胞回到更健康、更年輕的狀態。另外,它還能防止該方法誘發腫瘤生長,這是一個已知的陷阱。
而且該療法在動物試驗中取得了可喜的成果。在視神經受損的小鼠中,該療法使存活的視網膜神經節細胞數量增加了一倍,再生神經的效果比對照組好5倍。在那些患有青光眼或與年齡相關的視力下降的小鼠中,視神經細胞中的基因表達模式和電信號增加到了年輕健康小鼠的正常水平。這些動物在視力測試中的表現也更好。
“受傷發生後恢復視覺功能很少被科學家證明,”該研究的作者Meredith Gregory-Ksander說。“這種新方法,在不需要視網膜移植的情況下,成功逆轉了小鼠視力下降的多種原因,代表了再生醫學的一種新的治療方式。”
該團隊表示,如果研究結果能夠在進一步的動物研究中得到驗證,兩年內就可以在青光眼患者中開始進行人體臨床試驗。
該研究發表在《自然》雜誌上。