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提到病毒,我们脑海中也许会浮现出这样的画面:一个病毒像特洛伊木马一样被运送到细胞内,接着便复制出无数个体,在细胞中“烧杀抢掠,无恶不作”;最终,细胞里只剩下一片“废墟”,病毒们便将它“付之一炬”,接着四散开来继续入侵其他的细胞。

这样的“骇人”画面确实出现在了大多数病毒感染的过程中,给宿主带来病痛甚至死亡。然而,罗格斯大学(Rutgers)新泽西医学院的研究者们却利用病毒对小鼠的细胞实施了基因治疗,不仅没让小鼠患病身亡,反而将它们的寿命延长了大约40%。这项研究在2022年5月被发表在《美国科学院院刊》(PNAS)上。

图表 1 病毒

本研究中使用的病毒是巨细胞病毒(CMV),它因感染后会使细胞和细胞核肿大而得名。60-90%的人都感染过巨细胞病毒,但通常不会引起任何临床症状,只有婴儿和免疫系统受损的人才会有重症风险2。对于小鼠来说情况也是如此,再加上巨细胞病毒的基因组很大,能“装载”更多的基因“货物”,因此便成了一种给小鼠引入外源基因的高效又安全的手段。

实验中,研究人员通过小鼠巨细胞病毒(MCMV)将端粒酶逆转录酶(TERT)和卵泡抑素(FST)的两种基因分别“送”入小鼠了基因组中,前者有助于延长端粒DNA,而后者则可以促进骨骼肌的生长。

图表 2 小鼠巨细胞病毒的融合基因构造

病毒的感染方式为腹腔注射(IP)和鼻腔吸入(IN)两种。此外,研究人员还给小鼠巨细胞病毒“加装”了荧光基因,以便对病毒的感染和复制情况进行监测。

结果显示,端粒酶逆转录酶(TERT)和两种基因都可以在小鼠体内正常地复制和表达。

图表 3 腹腔注射3天后小鼠体内的病毒感染范围

在端粒长度上,自从18个月龄(相当于人类56岁)开始每月接受一次基因治疗后,接种端粒酶逆转录酶(TERT)基因的小鼠的端粒比同龄小鼠长了大约两倍,与8个月龄(相当于人类35岁)的年轻小鼠相近。

图表 4 RT-qPCR测定的24个月龄小鼠的相对端粒长度

接种卵泡抑素(FST)基因的小鼠的体重也持续增加,大大超过了其他组的小鼠。

图表 5 小鼠体重对比

更为关键的是,接受了端粒酶逆转录酶(TERT)和卵泡抑素(FST)基因治疗的小鼠的寿命都大幅提升,相比对照组分别延长了41.4%和32.5%。其中最长寿的是一只接受了端粒酶逆转录酶(TERT)基因治疗的小鼠,它活了41.2个月,相当于超过百岁的人类。

图表 6 小鼠存活率对比

不仅是寿命延长,接受了基因治疗的小鼠在各项生理指标上都出现了年轻化迹象:毛发量和体重得到了维持,运动水平也相当出色,葡萄糖的耐受性也比对照组更好。

既然端粒酶逆转录酶(TERT)和卵泡抑素(FST)这两种基因疗法具有如此显著的增益效果,那么二者联用的效果会更好吗?这很有可能是学者们进一步研究的方向。同时这项研究也再次向人们证实,随着生命科学的不断发展,病毒也可以在技术的改造下变得有益于宿主,甚至能造福人类。

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