科学家复活了一种古老的人类基因，或有助于治愈痛风

佐治亚州立大学的科学家们利用CRISPR基因编辑技术恢复了一种古老的酶……

　　

佐治亚州立大学的科学家们利用 CRISPR 基因编辑技术恢复了人类数百万年前丢失的一种古老酶，这有可能逆转导致痛风的尿酸积累。

痛风是一种古老的关节炎，由关节内尖锐晶体的积聚引起，导致关节肿胀和剧烈疼痛。如今，佐治亚州立大学的科学家们认为他们可能已经发现了一种对抗痛风的古老方法。

在《Scientific Reports》上发表的一项研究中，研究团队利用 CRISPR 基因编辑技术恢复了人类数百万年前丢失的一个基因，从而降低了尿酸水平——尿酸是导致痛风和其他几种健康问题的化合物。

关键在于一种叫做尿酸酶的酶，大多数其他动物仍然拥有这种酶。

尿酸酶帮助身体分解尿酸，尿酸是血液中自然产生的一种代谢废物。当尿酸过多积聚时，过量的尿酸会在关节和肾脏中结晶，导致痛风、肾结石及相关健康问题。

人类和其他猿类大约在2000万至2900万年前失去了尿酸酶基因。一些研究人员认为，这种基因的丢失曾经发挥过作用。例如，科罗拉多大学的Richard Johnson博士提出，较高的尿酸水平可能有助于早期灵长类动物将果糖转化为脂肪，从而在食物匮乏时期获得生存优势，相关研究成果发表在《Seminars in Nephrology》上。

将进化中的奇特现象转化为医疗解决方案

然而，曾经帮助我们的祖先生存下来的因素，现在却导致了现代疾病的发生，而这正是佐治亚州立大学生物学教授Eric Gaucher和他的团队着手挑战的目标。

“如果没有尿酸酶，人类就会变得很脆弱，”该研究的合著者Gaucher说。“我们想看看如果重新激活这个受损的基因会发生什么。”

高彻与博士后研究员莱斯·德·利马·巴利科合作，使用 CRISPR-Cas9（一种常被称为分子剪刀的基因编辑工具）将重建的古代尿酸酶基因放入人类肝细胞中，以便观察该酶是如何工作的。

结果令人瞩目：尿酸水平下降，果糖驱动的肝细胞脂肪堆积也得到了抑制。但仅凭分离细胞的结果并不总是足够，因此研究团队进一步推进了实验。

为了探究该基因在更复杂的条件下是否表现出相同的活性，研究团队将研究对象从简单的肝细胞转移到了三维肝球体。这些微型实验室培养组织能够模拟人体器官的运作方式。结果显示，复活的尿酸酶基因同样能够降低肝球体中的尿酸水平。此外，该酶还能进入过氧化物酶体——细胞内尿酸酶正常发挥作用的微小结构。这一发现表明，该疗法不仅能在分离的细胞中发挥作用，还能在活体系统中安全有效地发挥作用。

“通过重新激活人类肝细胞中的尿酸酶，我们降低了尿酸水平，并阻止了细胞将过量的果糖转化为甘油三酯——这种脂肪会在肝脏中积聚，”Gaucher说。

痛风之外：更广泛的健康影响

这项发现的意义远不止于痛风。高尿酸血症（也称高尿酸症）与一系列现代健康问题相关，而不仅仅是关节疼痛。研究表明，高尿酸血症与高血压和心血管疾病等多种疾病有关——约翰逊等研究人员在《高血压》杂志上发表的研究指出，其风险堪比高胆固醇。

这些风险并非只是理论上的，它们在患者数据中得到了清晰的体现。

研究表明，约有四分之一到一半的高血压患者同时伴有尿酸升高，而在新发高血压病例中，这一比例高达 90%。

“高尿酸血症是一种危险的疾病，”Gaucher说。“通过降低尿酸水平，我们有可能同时预防多种疾病。”

目前的痛风治疗方法并非对所有患者都有效，而且部分患者对实验室合成的尿酸酶疗法反应不良。基于 CRISPR 技术的方法可以通过在肝细胞内恢复尿酸酶来规避这些问题。

“我们的基因编辑方法可以让患者过上没有痛风的生活，并有可能预防脂肪肝疾病，”Gaucher说。

接下来是动物实验，如果结果可靠，则进行人体试验。潜在的给药方式包括直接注射和将实验室改造的肝细胞输回患者体内。另一种选择是脂质纳米颗粒——这项技术也应用于一些新冠疫苗中。

高彻表示，如果这种方法被证明是安全的，它将彻底改变痛风及相关代谢疾病的治疗方式。但仍存在一些障碍。

“基因组编辑仍然面临重大的安全隐患，”他说。“一旦这些问题得到解决，社会将面临关于谁应该拥有这项技术、谁不应该拥有这项技术的激烈伦理讨论。”