科学家复活两千万年前基因来根治痛风

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这个重要的基因人类的远古祖先早已失去了它

  

  美国团队用基因编辑复活古老“尿酸酶”,成功在细胞中降低尿酸,为痛风及多种疾病带来新疗法。

  痛风带来的剧痛已伴随人类数千年,但科学家们这次把视线投向了更久远的过去——他们追溯到两千多万年前,成功复活了一种基因,这或许能为治疗痛风以及其他相关疾病打开新途径。

  当血液中的尿酸过高时,它会在关节和肾脏中形成结晶,从而引发痛风,并可能导致肾病、肝损伤等问题。这种状态被称为高尿酸血症。

  一种叫做尿酸酶的基因,本可以帮助身体制造一种分解尿酸的酶,从而降低尿酸水平。但不幸的是,人类的远古祖先早已失去了它。于是,美国乔治亚州立大学的生物学家Lais Balico和Eric Gaucher便提出了一个大胆的想法:能否把这个沉睡已久的基因重新激活?

  “没有尿酸酶,人类就像失去了防护墙,”Gaucher说,“我们想看看,如果重新点燃这个破损的基因,会发生什么。”

  在大约两千万到两千九百万年前,进化的压力让多个灵长类失去了尿酸酶。那时,额外的尿酸反而有益——它能更好地将水果中的糖分转化为脂肪,帮助祖先在食物匮乏的年代生存。但如今,人类早已不必依赖这种机制,过量的尿酸反而成了健康的敌人。

  Balico和Gaucher利用CRISPR基因编辑技术,根据仍在其他哺乳动物体内活跃的尿酸酶版本,以及基因可能演化路径的计算机模型,重建了古老的基因。他们将新基因植入经过改造的人类肝细胞,结果细胞成功产生尿酸酶,尿酸水平显著下降,甚至还减少了果糖引发的脂肪沉积。更复杂的三维肝脏类器官中也出现了类似的效果。

  “当我们在人类肝细胞中重启尿酸酶,尿酸水平降低了,细胞也不再把多余的果糖转化为甘油三酯——这种会堆积在肝脏中的脂肪。”Gaucher解释道。

  虽然这一成果尚需在动物中验证,但令人振奋的是,实验显示尿酸酶成功进入了过氧化物酶体——也就是细胞内正确的运作位置。这意味着这种古老基因在现代细胞中或许真的能重获新生。

  潜在的益处远不止于痛风。高尿酸水平同样与多种心血管疾病、高血压以及肾结石有关。Gaucher认为:“高尿酸血症是危险的,如果能有效降低尿酸,我们或许能同时预防多种疾病。”

  不过,科学家们也强调,要让这一基因在人体中安全运行,还需要大量研究。如果这一改造真的可行,还必须确保不会干扰其他关键的生命过程。

  目前,美国大约每五个人中就有一人患有高尿酸血症,饮食习惯也是关键因素之一——红肉和酒精会显著加重病情。虽然已有一些药物治疗手段,但并非对所有人都有效,有时甚至会带来副作用。

  “我们的基因编辑方法,或许能让患者摆脱痛风的折磨,甚至预防脂肪肝。”Gaucher说。

  本文译自 ScienceAlert,由 BALI 编辑发布。

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