中国学者带来科幻级糖尿病治疗方法：手机控制细胞分泌胰岛素

智能手机在我们的日常生活中扮演了越来越重要的角色——许多人睁眼后第一件事，就是刷一圈手机，看看身边发生了哪些新闻。如果我们能将这些智能手机用于医疗健康，会发生什么呢？今日，上海华东师范大学的叶海峰教授团队带来了一项重磅发明。研究人员利用手机和光遗传学相结合的方法，能操控糖尿病小鼠体内的细胞分泌胰高血糖素样肽1或胰岛素，让血糖水平趋于平稳。

这一重量级的发现刊登在了最新一期的《Science Translational Medicine》封面上。

糖尿病影响了全球广泛的人群。据世界卫生组织估计，全世界一共有4.15亿名糖尿病患者，其中1亿名在中国。也就是说，每13名中国人中，就有一名是糖尿病患者。对糖尿病患者而言，他们目前能选择的治疗方法有限：除了控制饮食，或长期注射胰岛素与胰高血糖素样肽-1外，患者尚无其他可靠的疾病控制手段。

在研究中，叶海峰教授的团队敏锐地发现，人们日常生活中离不开的手机也许能带来一款全新的糖尿病治疗方法。而要实现这一目标，则要利用一款有潜力获得诺贝尔奖的工具——光遗传学。我们知道，人体的正常生理功能依赖于许多基因的功能。一些基因的“开”和“关”，直接决定了人是否健康。而光遗传学则可以用体外控制的手段，用光来控制基因的运作。在特定波长的光下，研究人员可以指定一些基因启动，为人体带来益处。

如果我们能用光来控制分泌胰岛素或胰高血糖素样肽-1，会发生什么？

▲叶海峰教授（前排右一）课题组合影（图片来源：上海市调控生物学重点实验室）

为了回答这一问题，研究人员首先开发了一种能受光调控的细胞。这些细胞在对人体无害的远红外光的照射下，会启动特定的基因。在前期的实验中，研究人员确认，这些细胞只对远红外光有反应，而且光照越强，光照时间越长，这些基因的效果也就越明显。

▲光照越强（左），光照时间越久（右），这些细胞中的基因就越活跃（图片来源：《Science Translational Medicine》）

随后，研究人员给这些细胞安上了能分泌胰岛素或胰高血糖素样肽-1的基因，然后设计了一种特殊的凝胶。除了这些细胞外，这种凝胶内还带有一个蓝牙信号接收器，以及发出远红外光的LED灯。研究人员设想，在用手机发出指示后，蓝牙信号接收器能启动远红外光LED照射这些经过改造的细胞，让这些细胞分泌能够降低血糖的激素，从而控制动物的血糖。

在把这些凝胶植入患有糖尿病小鼠的体内后，研究人员的设想得到了证实！实验表明，这款凝胶非但能在小鼠体内稳定存在，还能依靠手机的控制分泌控制血糖的激素。此外，这些血糖控制的效果能长达数周。这无疑为糖尿病的治疗开辟了一套新途径。

▲植入小鼠体内的细胞在手机的操纵下，能有效促进激素分泌（左），降低血糖（右）（图片来源：《Science Translational Medicine》）

尽管这项应用只是一个雏形，但研究人员相信它在未来的前景一片大好。倘若满足监管部门的条件，这套手机治疗糖尿病的系统有望作为一种全新的细胞疗法上市，造福患者。“这将带来一个个体化、数字化、全球化的精准医学时代。”叶海峰教授的团队在论文最后说道。

试想这一天成真时，糖尿病患者只需掏出手机，轻触屏幕，就可以像健康人一样享受食物与生活，这会是一副充满科技感与人性化的画面。我们期待这一天的早日到来。

原文检索

[1] Smartphone-controlled optogenetically engineered cells enable semiautomatic glucose homeostasis in diabetic mice

来源：康健新视野（微信号 HealthHorizon）