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在動物大腦中直接修復(fù)DNA——神經(jīng)科學(xué)研究新突破系列之一
2025年07月29日 09:41:39
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：441
7月21日，《細(xì)胞》期刊刊登了一組國際科研團(tuán)隊通過單次注射技術(shù)，首次在大腦中直接編輯DNA的突破性成果。
近年來，神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域迎來了一項突破性進(jìn)展：科學(xué)家首次成功在活體動物的大腦中實現(xiàn)了DNA的精準(zhǔn)修復(fù)。這一技術(shù)不僅為神經(jīng)退行性疾病的治療提供了新思路，還可能為延緩大腦衰老、改善認(rèn)知功能開辟全新路徑。
大腦中的神經(jīng)元是高度分化的長壽命細(xì)胞，其DNA會隨著年齡增長或環(huán)境壓力(如氧化應(yīng)激、輻射等)而逐漸累積損傷。這種損傷若無法及時修復(fù)，可能導(dǎo)致細(xì)胞功能異常甚至死亡，進(jìn)而引發(fā)阿爾茨海默病、帕金森病、亨廷頓舞蹈癥等神經(jīng)退行性疾病。傳統(tǒng)治療方法多聚焦于緩解癥狀，而無法從根本上修復(fù)受損的神經(jīng)元。
近年來，CRISPR-Cas9等基因編輯工具的興起為DNA修復(fù)提供了可能。2023年哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊開發(fā)出一種新型CRISPR系統(tǒng)，通過腺相關(guān)病毒(AAV)載體將修復(fù)工具遞送至成年小鼠的神經(jīng)元中，成功糾正了導(dǎo)致神經(jīng)退行性疾病的突變基因。
更令人振奮的是，2024年的一項研究中，科學(xué)家利用堿基編輯技術(shù)在不切斷DNA雙鏈的情況下，直接修正單個堿基的錯誤。這種方法的精確性和安全性更高，避免了傳統(tǒng)CRISPR可能導(dǎo)致的基因斷裂風(fēng)險。
7月21日，《細(xì)胞》期刊刊登了一組國際科研團(tuán)隊通過單次注射技術(shù)，首次在大腦中直接編輯DNA的突破性成果。他們成功糾正了導(dǎo)致超罕見疾病“兒童交替性偏癱(AHC)”的基因突變。研究不僅顯著改善了實驗小鼠的癥狀，還延長了其生存期。這項技術(shù)在人類患者來源的細(xì)胞中也進(jìn)行了測試，目前顯示出良好的修復(fù)效果和安全性。
在動物實驗中，研究人員針對亨廷頓舞蹈癥模型小鼠進(jìn)行了治療。通過向大腦特定區(qū)域注射攜帶修復(fù)工具的病毒載體，他們成功減少了突變蛋白的積累，并顯著改善了小鼠的運動協(xié)調(diào)能力。類似方法也被嘗試用于修復(fù)與阿爾茨海默病相關(guān)的APP基因突變，初步結(jié)果顯示，β-淀粉樣蛋白斑塊的形成得到了抑制。
這一技術(shù)的潛在應(yīng)用包括：如亨廷頓舞蹈癥、肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS)等；修復(fù)衰老神經(jīng)元中的DNA損傷，維持認(rèn)知功能；結(jié)合干細(xì)胞技術(shù)，促進(jìn)創(chuàng)傷或中風(fēng)后的神經(jīng)再生。 盡管前景廣闊，但該技術(shù)仍面臨諸多挑戰(zhàn)：如何確保基因編輯工具高效且均勻地抵達(dá)目標(biāo)神經(jīng)元；需進(jìn)一步提高編輯精度，避免影響健康基因。
未來，隨著遞送技術(shù)和基因編輯工具的優(yōu)化，大腦DNA修復(fù)或?qū)⒊蔀榕R床現(xiàn)實。科學(xué)家們也在探索表觀遺傳編輯、線粒體DNA修復(fù)等補充方案，以全面維護(hù)神經(jīng)元的健康。在動物大腦中直接修復(fù)DNA，標(biāo)志著神經(jīng)科學(xué)從“對癥治療”邁向“對因治療”的關(guān)鍵一步。這一突破不僅為攻克頑疾帶來希望，更揭示了人類干預(yù)生命本質(zhì)的潛力。隨著研究的深入，我們或許終將實現(xiàn)“逆轉(zhuǎn)大腦衰老”的夢想。
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