生物技術(shù)突破：電流激發(fā)工程化細胞產(chǎn)生胰島素
關(guān)鍵詞：胰島素 電流 工程化細胞
據《自然·代謝》7月31日發(fā)表的一項生物技術(shù)突破稱(chēng)，科學(xué)家實(shí)現了用電流在改造的人類(lèi)細胞里激活基因表達。這是一項以糖尿病小鼠為模型的概念驗證研究，實(shí)驗系統可激發(fā)工程改造的人類(lèi)細胞產(chǎn)生胰島素。這一成果有望帶來(lái)一種能編程活細胞的新型可穿戴設備。
可穿戴電子設備被用于監控健康參數，如體力活動(dòng)和血糖水平，但它們現在還不能用于直接改變基因活動(dòng)。而能控制基因表達的設備將極大助力醫療干預，激活特定基因表達或使其沉默，例如增加體內特定激素的產(chǎn)生。
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)團隊此次對可以用電流控制的人類(lèi)細胞基因表達做了概念驗證。他們開(kāi)發(fā)了一個(gè)“電遺傳”界面，稱(chēng)之為DC-激發(fā)調控技術(shù)（DART），可以用電池直流電供能，并設計了一個(gè)人類(lèi)細胞內在感應系統，激活選定基因。這個(gè)系統可偵測到電極產(chǎn)生的離子所產(chǎn)生的活性氧（一類(lèi)容易對其他分子做出反應的分子）。
團隊隨后使用這一技術(shù)改造人類(lèi)細胞，經(jīng)電刺激激活胰島素基因的表達，隨后將細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)現這刺激了胰島素產(chǎn)生，恢復了正常血糖水平。
研究團隊表示，這一電遺傳界面未來(lái)或有助于開(kāi)發(fā)以基因和細胞為基礎的新療法。
讓活細胞“住”在可穿戴設備里，為生命健康創(chuàng )造條件，這一創(chuàng )新開(kāi)辟了精準醫療的一條新路。長(cháng)久以來(lái)，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化，但人體環(huán)境因素復雜，實(shí)驗室里的反應未必能夠如愿在身體里復制?，F在我們精確地刺激一小部分細胞，可操控性就大大增強了。相信未來(lái)很多疑難雜癥患者將受益于此。