生物技術(shù)突破：電流激發(fā)工程化細(xì)胞產(chǎn)生胰島素
關(guān)鍵詞：胰島素 電流 工程化細(xì)胞
據(jù)《自然·代謝》7月31日發(fā)表的一項生物技術(shù)突破稱，科學(xué)家實現(xiàn)了用電流在改造的人類細(xì)胞里激活基因表達(dá)。這是一項以糖尿病小鼠為模型的概念驗證研究，實驗系統(tǒng)可激發(fā)工程改造的人類細(xì)胞產(chǎn)生胰島素。這一成果有望帶來一種能編程活細(xì)胞的新型可穿戴設(shè)備。
可穿戴電子設(shè)備被用于監(jiān)控健康參數(shù)，如體力活動和血糖水平，但它們現(xiàn)在還不能用于直接改變基因活動。而能控制基因表達(dá)的設(shè)備將極大助力醫(yī)療干預(yù)，激活特定基因表達(dá)或使其沉默，例如增加體內(nèi)特定激素的產(chǎn)生。
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)團(tuán)隊此次對可以用電流控制的人類細(xì)胞基因表達(dá)做了概念驗證。他們開發(fā)了一個“電遺傳”界面，稱之為DC-激發(fā)調(diào)控技術(shù)（DART），可以用電池直流電供能，并設(shè)計了一個人類細(xì)胞內(nèi)在感應(yīng)系統(tǒng)，激活選定基因。這個系統(tǒng)可偵測到電極產(chǎn)生的離子所產(chǎn)生的活性氧（一類容易對其他分子做出反應(yīng)的分子）。
團(tuán)隊隨后使用這一技術(shù)改造人類細(xì)胞，經(jīng)電刺激激活胰島素基因的表達(dá)，隨后將細(xì)胞放入凝膠膠囊在小鼠中測試。凝膠膠囊植入5只Ⅰ型糖尿病雄性小鼠的背部，研究人員每日一次用針灸針向其輸送4.5伏的電刺激10秒，發(fā)現(xiàn)這刺激了胰島素產(chǎn)生，恢復(fù)了正常血糖水平。
研究團(tuán)隊表示，這一電遺傳界面未來或有助于開發(fā)以基因和細(xì)胞為基礎(chǔ)的新療法。
讓活細(xì)胞“住”在可穿戴設(shè)備里，為生命健康創(chuàng)造條件，這一創(chuàng)新開辟了精準(zhǔn)醫(yī)療的一條新路。長久以來，我們用化學(xué)物質(zhì)和物理療法刺激人體，希望它向期待的方向轉(zhuǎn)化，但人體環(huán)境因素復(fù)雜，實驗室里的反應(yīng)未必能夠如愿在身體里復(fù)制?，F(xiàn)在我們精確地刺激一小部分細(xì)胞，可操控性就大大增強了。相信未來很多疑難雜癥患者將受益于此。