CRISPR技术在神经退行性疾病中的应用A CRISPR Approach to Neurodegenerative Diseases

环球医讯 / 认知障碍来源:www.ucsf.edu美国 - 英文2025-07-14 10:03:26 - 阅读时长4分钟 - 1601字
加州大学旧金山分校的Martin Kampmann教授通过CRISPR基因编辑技术探索神经退行性疾病的分子机制,致力于开发早期干预疗法,并借助AI分析数据以揭示神经活动变化的驱动因素,推动该领域科学突破。
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CRISPR技术在神经退行性疾病中的应用

马丁·坎普曼(Martin Kampmann)博士在其年度演讲中分享了他在神经退行性疾病研究领域的探索旅程。他从小就对人类大脑如何产生思想、情感、记忆和意识感到好奇,而祖母患有痴呆症的经历进一步激发了他对这一领域的研究热情。

“我的祖母患有痴呆症,这让我深切体会到这类疾病的破坏性影响,”坎普曼说道。他是加州大学旧金山分校(UCSF)生物化学与生物物理学系的多萝西·布朗森教授(Dorothy Bronson Professor),同时也是神经退行性疾病研究所的成员。“通过从分子层面理解这些疾病,我希望能够找到新的治疗方法,在疾病的早期阶段进行干预并阻止其进展。”

坎普曼的研究生涯始于德国和英国剑桥,他在此学习了人类生物学和生物化学,随后在洛克菲勒大学攻读博士学位。在那里,他研究了分子如何在细胞核和周围空间之间移动,为理解细胞功能奠定了基础。然而,他并不满足于仅从分子角度研究生物学,而是希望探索更广阔的领域。这种追求最终将他带到了UCSF,加入了乔纳森·韦斯曼(Jonathan Weissman)博士的实验室进行博士后研究。正是在那里,他领导开发了一种工具,帮助科学家识别参与特定细胞过程的重要人类基因,并了解这些基因如何在复杂网络中协同工作。

“时机非常完美,因为当时CRISPR技术刚刚由加州大学伯克利分校的生物化学家、诺贝尔奖得主詹妮弗·杜德纳(Jennifer Doudna)开发出来,”坎普曼回忆道。“我们得以利用这项令人兴奋的新技术,构建了一个基于CRISPR的基因筛选平台,使我们能够系统地研究整个人类基因组中的基因。我们的目标是确定哪些基因在特定细胞过程中发挥了重要作用,并更好地理解它们的功能。”

坎普曼特别强调了UCSF的合作环境和大胆的研究文化对他从生物化学转向神经科学的帮助。他与记忆与衰老中心的神经退行性疾病脑库展开了富有成效的合作,该脑库由雷亚·格林伯格(Lea Grinberg)博士和威廉·希利(William Seeley)博士领导。他们的合作首次使用先进的遗传学方法,识别出了阿尔茨海默病患者大脑中最受影响的神经元中存在的特定分子。

“UCSF是世界上少数几个创新策略能够成功的地方之一,因为这里有强大的神经科学社区支持,”坎普曼说。“这些伙伴关系让我们的发现更加扎实,也让我们的模型更具说服力。”

目前,坎普曼的研究重点在于人类细胞如何维持蛋白质的健康平衡(即“蛋白质稳态”)。通过研究细胞内部保护和管理蛋白质的系统网络,他试图理解这种网络在癌症和阿尔茨海默病等疾病中是如何崩溃或改变的。其中一个令人惊讶的发现是一种此前未知的蛋白质,它会在线粒体(细胞的能量生产部分)受到压力时发出信号。这一发现推动了对细胞如何应对损伤以及在神经退行性疾病中出现问题的研究。

此外,坎普曼还利用人工智能(AI)来揭示神经退行性疾病早期阶段神经活动变化的驱动因素。“人们已经在人类遗传学中生成了大量数据,但尚未充分挖掘出更好的计算整合方法,”他说。“我们正在使用AI来理解控制神经退行性疾病早期神经活动变化的因素。”

展望未来,坎普曼对其研究目标——解锁神经退行性疾病的机制并开发新疗法——持乐观但现实的态度。“我非常感谢Byers奖,因为它提供了无限制的资金支持,让我们可以从事高风险、高回报的研究,”他说。“我们可以尝试那些我们认为可能带来重大突破的大胆新想法。”

对于布鲁克·拜尔斯(Brook Byers)来说,他对UCSF的投资所带来的影响远不止于推动科学进步。这种投资还创造了持久的个人联系和共同的目标感,正如演讲期间播放的周年纪念视频所展示的那样。

“我们的家族多年来一直享受与UCSF的慈善合作关系,这为我们提供了与科学家和临床医生建立个人联系的机会,”拜尔斯表示。“现在比以往任何时候都更需要支持基础科学研究,以推动能够改善生活的发现。”


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