皮肤移植基因治疗可以降血糖减肥吗?
据最新一期《细胞干细胞》杂志报道,美国研究人员为一种通过皮肤移植的新基因疗法提供了“概念验证”,该疗法可用于治疗两种非常常见且相互关联的人类疾病:II型糖尿病和肥胖症。
芝加哥大学的研究人员利用CRISPR技术修改了胰高血糖素肽(GLP1)受体基因。GLP1受体基因可以刺激胰腺分泌胰岛素,清除血液中过多的血糖,预防糖尿病并发症。同时,GLP1还能延缓胃排空,降低食欲。
研究人员通过特定的方式延长了GLP1受体基因在血液中的半衰期,并将修改后的基因整合到一个抗体片段中,使其在血液中运行更长时间。此外,他们添加了一个诱导型启动子,这使他们能够根据需要打开基因,产生更多的GLP1。然后,研究人员将该基因插入皮肤细胞进行培养,并让它们生长。当培养的细胞暴露在实验室的气/液界面时,会发生分层,产生多层的“类皮肤器官”。当实验室培养的转基因皮肤移植到免疫系统完整的小鼠体内时,研究人员没有发现明显的排斥反应。
研究还发现,当食用含有少量多西环素的食物时,小鼠会以剂量依赖的水平向血液中释放GLP1,从而及时增加血液中胰岛素的供应,降低血糖水平。
另一方面,当正常小鼠和转基因小鼠被喂食高脂肪食物时,它们都将迅速增重并变得肥胖。在喂食高脂食物的同时加入不同水平的多西环素,可诱导GLP1释放,正常小鼠会变得肥胖;然而,转基因小鼠体重增加较少。当研究人员将转基因人类细胞移植到免疫系统有限的小鼠体内时,他们发现了同样的效果。这表明GLP1诱导的皮肤基因治疗可用于预防和治疗肥胖和其他由饮食引起的疾病。
据说,这种将体外精确的基因编辑与体内工程细胞的有效应用相结合的方法将为许多人类疾病的治疗提供长期而安全的选择,例如为遗传缺陷(血友病)患者替换缺失的蛋白质,或充当代谢银行以消除体内毒素。