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Cell Stem Cell:重磅!科學家開發出新型經皮膚移植的基因療法 或能有效治療多種人類疾病

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摘要:年月日訊生物谷近日一項發表在雜志上的一篇研究報告中來自芝加哥大學的研究人員通過研究克服了限制基因療法的瓶頸文章中研究人員闡明了如何利用皮膚移植的方法來促進基因療法治療多種人類疾病圖片來源研究者博士表示經過皮膚移植的基因療法或能幫

2017年8月6日 訊 /生物谷BIOON/ --近日,一項發表在Cell Stem Cell雜志上的一篇研究報告中,來自芝加哥大學的研究人員通過研究克服了限制基因療法的瓶頸,文章中,研究人員闡明了如何利用皮膚移植的方法來促進基因療法治療多種人類疾病。

Cell Stem Cell:重磅!科學家開發出新型經皮膚移植的基因療法 或能有效治療多種人類疾病

圖片來源:Wu Laboratory, University of Chicago

研究者Xiaoyang Wu博士表示,經過皮膚移植的基因療法或能幫助有效治療兩種常見的疾病:2型糖尿病和肥胖癥;這項研究中,研究人員設計出了具有完整免疫系統的小鼠—小鼠皮膚移植模型,這個平臺或能支持在小鼠甚至在人類機體中進行安全和可持久的基因療法;研究者表示,工程化的皮膚移植或能在完整免疫系統的野生型小鼠中存活時間較長,而且皮膚移植的成功率能夠達到80%以上。

研究人員重點對糖尿病進行了相關研究,首先他們插入了編碼胰高血糖素樣肽1(GLP1)的基因,這種激素能夠刺激胰腺分泌胰島素,額外的胰島素則會從血液中移除過量的葡萄糖,從而抑制疾病并發癥的出現,GLP1也能夠減緩胃排空的時間并且降低機體食欲。隨后研究人員利用CRISPR工具對GLP1基因進行了修飾,當研究者插入能夠延長血液中激素半衰期的突變后,就能夠將修飾后的基因同抗體片段融合以便這些抗體能夠在血液中循環較長時間。

同時研究者還加入了一種誘導啟動子,其能夠促進GLP1基因的表達進而產生更多GLP1肽類,當需要時研究者還會將這種啟動子暴露于抗生素多西環素下,隨后研究者就能夠將基因插入皮膚細胞并且讓這些細胞在培養基中生長;當將培養中的細胞暴露于實驗室中的空氣-液體界面時,細胞就會分層從而產生皮膚樣的類器官,下一步,研究者將這種在實驗室中生長的基因改良皮膚移植到完整免疫系統的小鼠機體中,小鼠并不會表現出對移植皮膚的任何排斥反應。

當小鼠攝入含有少量多西環素的食物時就會在血液中釋放出劑量依賴水平的GLP1,這或許就會迅速增加小鼠機體血液中胰島素的水平并且降低血糖的水平;當研究者給予正常或基因改良小鼠喂食高脂肪飲食時,其均會快速增加體重,隨后變得肥胖;而當正常和基因改良小鼠在攝入高脂肪飲食同時再攝入不同水平的多西環素時,正常小鼠會長脂肪,而表達GLP1的小鼠則會表現出體重降低。GLP1的表達會降低血糖水平并且降低機體對胰島素的耐受性。研究者表示,本文研究表明,利用誘導GLP1表達的皮膚基因療法或能用作治療或預防飲食誘導的肥胖及病理學表現,當將基因改良的人類細胞移植到免疫系統受限的小鼠機體中時也會表現出同樣的效應,因此,這種用作GLP1分泌的皮膚基因療法具有一定的實際意義和臨床意義。

最后研究者Wu說道,我們認為這項經皮膚移植的基因療法或能幫助治療多種人類疾病,其能夠用來運輸治療性的蛋白質,移除遺傳缺陷人群機體中錯誤的蛋白質,比如血友病等,同時其還能作為一種代謝庫,移除多種毒素類物質。皮膚祖細胞具有多種特性,非常適合進行基因療法,而且人類皮膚也是機體中最大最可用的器官,非常容易進行監測。如果有必要的話,移植的皮膚也能夠被很快移除,皮膚細胞能夠快速增殖并且被移植,而且這種操作也是非常安全、創傷性較小且價格并不高。(生物谷Bioon.com)

原始出處:

Jiping Yue, Xuewen Gou, Yuanyuan Li, et al. Engineered Epidermal Progenitor Cells Can Correct Diet-Induced Obesity and Diabetes, Cell Stem Cell (2017). DOI: 10.1016/j.stem.2017.06.016

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