综述:CRISPR-Cas9在缓解细胞衰老和年龄相关疾病进展中的应用

【字体: 时间:2025年07月10日 来源:Clinical and Experimental Medicine 3.2

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  这篇综述深入探讨了CRISPR-Cas9基因编辑技术在衰老机制及年龄相关疾病(如ALS、CRC、BC、OC、PC)中的治疗潜力,重点靶向端粒酶(TERT)、表观遗传调控(DNMTs/HAT/HDAC)及关键通路(TGF-β/NF-κB),为延长健康寿命(healthspan)提供了创新策略。

  

CRISPR-Cas9:对抗衰老与疾病的新锐武器

引言

衰老是伴随生理功能逐渐衰退的复杂生物学过程,其分子机制涉及端粒缩短、端粒酶活性降低、基因突变及表观遗传改变。这些因素共同导致细胞衰老(cellular senescence),进而引发多种年龄相关疾病。CRISPR-Cas9技术的出现为精准干预这些机制提供了革命性工具。

CRISPR-Cas9与衰老机制

CRISPR-Cas9通过靶向编辑衰老相关基因,揭示了衰老的核心驱动因素。例如,在早衰症小鼠模型中,通过编辑LMNA基因减少毒性蛋白progerin的表达,显著延长了寿命。全基因组CRISPR筛选还发现了新的衰老促进基因如KAT7,为治疗提供了新靶点。

端粒与端粒酶编辑

端粒(TTAGGG重复序列)的缩短是细胞衰老的标志。CRISPR-Cas9可通过调控端粒酶(hTERT/hTERC)活性或诱导替代端粒延长(ALT)机制延缓衰老。例如,在黑色素瘤中靶向TERT启动子突变可抑制端粒酶异常激活,而在胶质母细胞瘤中敲除TERT导致肿瘤细胞复制衰竭。

表观遗传编辑

不同于基因组切割,表观遗传编辑通过DNA甲基化(5mC)、组蛋白修饰(如H3K4me3/H4K20me)或非编码RNA调控基因表达。CRISPR-dCas9系统可定向激活或抑制靶基因,例如在乳腺癌中沉默EZH2(组蛋白甲基转移酶)或恢复抑癌基因BRCA1的表达。

疾病治疗应用

  • ALS:纠正SOD1突变或抑制TDP-43蛋白聚集,改善运动神经元功能。
  • 结直肠癌(CRC):敲除KRAS或上调Klotho基因诱导癌细胞凋亡。
  • 卵巢癌(OC):靶向EGFL6抑制血管生成,或敲除ABCB1逆转化疗耐药。
  • 前列腺癌(PC):干扰雄激素受体(AR)信号通路延缓肿瘤进展。

挑战与前景

尽管CRISPR-Cas9存在脱靶效应和递送效率等问题,但其与纳米载体(如脂质体、AAV)的结合及AI辅助设计将推动临床转化。未来可能拓展至神经退行性疾病和心血管衰老领域,实现“衰老可干预”的医学愿景。

(注:全文严格依据原文内容缩编,未添加非文献支持信息)

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