华人学者带来“吃不胖”的基因疗法,有望治疗糖尿病

医疗器械 来源:学术经纬
2017
08/04
10:05
学术经纬 医疗器械

基因疗法是近年来的热门话题。随着我们对人类基因组的认识不断加深,越来越多的科学家想要通过改造基因,治疗疾病。昨日,我们报道的人类胚胎改造,就是一个典型案例。

今日,在顶尖学术刊物《细胞》的子刊《Cell Stem Cell》中,来自芝加哥大学的Xiaoyang Wu教授团队发表了他们的一项新发现——将干细胞技术、CRISPR基因编辑技术、与皮肤移植技术相结合,一款基因疗法有望对肥胖症与2型糖尿病这两种常见疾病进行治疗。

自上世纪70年代以来,科学家们就学会了如何从烧伤患者身上分离出皮肤干细胞,在实验室中进行培育,并移植到患者的烧伤部位,进行治疗。这给Wu教授的团队带来了启示。如果我们在这些皮肤细胞中引入能治病的基因,是否就能把皮肤改造成人体的药厂,随时生产能治疗疾病的药物呢?


科学家们想在皮肤里引入能治病的基因(图片来源:《Cell Stem Cell》)

研究人员决定以小鼠糖尿病为模型检验这个想法。选择糖尿病有几个原因。首先,它的病理与皮肤无关,因此不大可能受皮肤移植的影响。其次,我们知道,用一些简单的蛋白质,就能对糖尿病进行治疗,这便于基因疗法的开发。

使用CRISPR基因编辑手段,这支团队改造了编码胰高血糖素样肽1(GLP1)的基因,引入了一个能显著提高其半衰期的突变。随后,他们将这条基因接在了一个抗体基因片段上,并在前头安上了一个受多西环素(doxycycline)诱导的启动子。按照他们的设计,如果这个基因片段能正常工作,那么在多西环素的诱导下,基因会进行表达,产生与抗体片段相融合的GLP1。在抗体片段的作用下,它能随着血流进行循环,促进胰岛素的分泌,从而起到控制糖尿病的作用。


这款基因疗法的设计示意图(图片来源:《Cell Stem Cell》)

这个实验的设计看起来很完美,但实际操作是困难重重。由于条件所限,这项实验只能先在小鼠中进行,而小鼠的皮肤移植体系极不成熟。在小鼠的免疫系统不受影响的前提下,几乎没有一例成功的皮肤移植案例。这款基因疗法,能如预想般顺畅运行吗?

为了攻克这一难题,研究人员使用了这几年新兴的“类器官”技术。他们将基因引入到小鼠的皮肤细胞后,让这些细胞在培养基上生长。在多年的摸索下,研究人员终于找到了一个能让细胞开始分层的特定环境。在这个环境的诱导下,这些原本杂乱无章的细胞变成了具有多层结构的“皮肤类器官”。它虽然和正常皮肤有着差异,但生理性质已非常接近。


皮肤“类器官”的产生,是该研究中的一大亮点(图片来源:《Cell Stem Cell》)

随后,研究人员把这些皮肤移植到了小鼠身上,并紧张地等待着小鼠的反应。令人欣慰的是,大部分小鼠没有出现显著的排斥反应。考虑到这些小鼠的免疫功能依旧保持完整,这个结果堪称突破。这也是我们首次证实,经过改造的皮肤移植物,在免疫功能完整的野生型小鼠上能长期存活。

“我们皮肤移植的成功率要超过80%,这非常令人兴奋。”Wu教授说。

移植上的皮肤细胞虽然活了下来,但这并不代表依存于皮肤细胞的基因疗法能够起效。随后,研究人员继续进行实验,试图了解他们插入的基因能否起作用。

在对照实验中,研究人员给皮肤里内嵌有基因疗法系统(但未经诱导)的小鼠,以及野生型小鼠都喂食了高脂肪的食物。两组小鼠的体重都上升明显。这表明皮肤的移植,不会影响小鼠的正常发育生长。

随后,研究人员们在高脂肪的食物里添加了诱导剂,观察小鼠们的反应。野生型小鼠和之前表现得一样,很快就胖成了气球。而皮肤里内嵌有基因疗法系统的小鼠,在诱导剂的作用下,体内的GLP1水平显著上升,这也让血液里的胰岛素水平上升,有效控制了血糖。于是,这些小鼠怎么吃也吃不胖。

“综合来看,我们的数据表明,基于皮肤的基因疗法能有效诱导GLP1的表达,用于治疗和预防由饮食引起的肥胖症和其他疾病。”研究人员写道。因此,他们相信这款基因疗法有望在未来应用于临床。

“我们突破了技术上的瓶颈,设计了一种小鼠与小鼠之间的皮肤移植模型。这些动物的免疫系统都保持着完整。我们认为这个平台有潜力带来安全持久的基因疗法。我们期待它有朝一日能应用于人体,” Wu教授说:“它能被用来递送具有疗效的蛋白,替代具有遗传缺陷的蛋白,或是移除各种毒素。”

参考资料

[1] Engineered Epidermal Progenitor Cells Can Correct Diet-Induced Obesity and Diabetes

[2] Gene therapy via skin could treat many diseases, even obesity

来源:学术经纬

为你推荐

泽安生物完成3800万美元融资,加速推进“髓系细胞衔接器”免疫治疗管线 资讯

泽安生物完成3800万美元融资,加速推进“髓系细胞衔接器”免疫治疗管线

本轮融资由高瓴创投(GL Ventures)领投,一家国际主权财富基金大额跟投,博裕创投、五源资本、蓝驰创投等多家现有股东亦追加投资

2026-05-07 11:07

拜耳asundexian(BAY 2433334片)用于降低缺血性卒中或短暂性脑缺血发作成人患者的卒中(复发)风险的注册申请获国家药品监督管理局药品审评中心受理资讯

拜耳asundexian(BAY 2433334片)用于降低缺血性卒中或短暂性脑缺血发作成人患者的卒中(复发)风险的注册申请获国家药品监督管理局药品审评中心受理

用于降低缺血性卒中或短暂性脑缺血发作(TIA)成人患者的 卒中(复发)风险,不包含心源性栓塞性卒中患者”的上市申请已获国家药品监督管理局药品审评中心受理。

2026-05-07 10:48

全球首个CDK2/4/6抑制剂获批第二个适应症资讯

全球首个CDK2/4/6抑制剂获批第二个适应症

5月6日,中国生物制药发布公告,下属企业正大天晴自主研发的库莫西利胶囊(商品名:赛坦欣)获得国家药品监督管理局批准,联合氟维司群用于激素受体(HR)阳性、人表皮生长因子...

2026-05-06 18:13

蚂蚁阿福启动“健康中国体检关怀行动”,为1亿人免费解读体检报告资讯

蚂蚁阿福启动“健康中国体检关怀行动”,为1亿人免费解读体检报告

春季是传统的体检季,可很多人拿到体检报告却犯了难。一项5000名网友参与的调研显示,80%的受访者表示体检报告没有得到详细讲解,也不知道检后该怎么做;75%的受访者没有按体检...

2026-05-06 17:13

第28个世界哮喘日:儿童哮喘早识别、规范治疗,守护患儿健康呼吸资讯

第28个世界哮喘日:儿童哮喘早识别、规范治疗,守护患儿健康呼吸

进入5月,气温波动、花粉增多、呼吸道病毒活跃,哮喘也随之进入急性发作的高峰期。今年5月5日,恰逢第28个“世界哮喘日”——以“确保每位

2026-05-05 20:33

康方生物授权的Summit美股大跌资讯

康方生物授权的Summit美股大跌

2025年4月30日,美股上市公司Summit Therapeutics对外公布截至 2026 年 3 月 31 日第一季度财务业绩及业务进展,其中最受关注的无疑是从康方生物(09926 HK)获得授权的...

2026-05-05 20:02

对比,生物医学新技术临床转化应用审批工作规范征求意见稿与正式稿有哪些不同?资讯

对比,生物医学新技术临床转化应用审批工作规范征求意见稿与正式稿有哪些不同?

4月30日,国家卫健委官网正式发布《生物医学新技术临床转化应用审批工作规范(试行)》,与4月19日发布的征求意见稿有哪些变化?

2026-05-05 10:58

生物医学新技术与药品、医疗器械的界定资讯

生物医学新技术与药品、医疗器械的界定

4月30日,国家卫健委官网发布《生物医学新技术与药品、医疗器械界定指导原则(暂行)》。对于生物医学新技术与药品、医疗器械的操作边界进行指导。

2026-05-05 10:51

又一家药企被取消国家药品集采中选资格资讯

又一家药企被取消国家药品集采中选资格

4月30日,国家组织药品联合采购办公室发布公告,取消哈尔滨力强药业有限责任公司洛索洛芬钠凝胶贴膏中选资格并将该企业列入违规名单。

2026-04-30 15:19

国家药监局原副局长陈时飞被判14年资讯

国家药监局原副局长陈时飞被判14年

4月29日,上海市第二中级人民法院一审公开宣判国家药品监督管理局原党组成员、副局长陈时飞受贿案,对被告人陈时飞以受贿罪判处有期徒刑14年,并处罚金人民币400万元;扣押在案...

2026-04-30 10:08

黄果任国家药品监督管理局局长资讯

黄果任国家药品监督管理局局长

任命黄果为国家药品监督管理局局长,免去李利的国家药品监督管理局局长职务。

2026-04-29 21:46

微滔生物完成超 5000 万美元 A 轮、A + 轮融资,专注体内 CAR-T 细胞疗法赛道资讯

微滔生物完成超 5000 万美元 A 轮、A + 轮融资,专注体内 CAR-T 细胞疗法赛道

本轮融资由正心谷资本与德诚资本分别领投,OrbiMed(奥博资本)、汉康资本、卫材创新风投基金、建发新兴投资等知名机构跟投,老股东启明创投、顺禧资本、杏泽资本持续加码

2026-04-29 13:21

“A to H 18A第一股”诞生!迈威生物正式登陆香港联交所主板资讯

“A to H 18A第一股”诞生!迈威生物正式登陆香港联交所主板

2026年4月28日,迈威(上海)生物科技股份有限公司(以下简称“迈威生物”,A股代码:688062 SH,港股代码:02493 HK)在香港联合交易所主板正式挂牌上市,成为首家“A to H”的18A上市公司。

2026-04-28 19:22

全面接轨国际,药物临床试验质量管理规范再升级资讯

全面接轨国际,药物临床试验质量管理规范再升级

根据国家药监局发布的2025年第125号公告,自2026年3月31日后实施的药物临床试验,均适用《E6(R3):药物临床试验质量管理规范技术指导原则》(下称 ICH E6(R3))。

2026-04-28 19:13

百济神州引入PD-1/CTLA-4/VEGF-A三抗资讯

百济神州引入PD-1/CTLA-4/VEGF-A三抗

4月28日,百济神州发布公告称,2026年4 月 24 日,百济神州有限公司的全资子公司广州百济神州生物制药有限公司与华辉安健(北京)生物科技有限公司签订了一份《独家选择权、...

2026-04-28 09:49

希润医疗完成数千万元融资,打造全链条脑机接口康复产品线资讯

希润医疗完成数千万元融资,打造全链条脑机接口康复产品线

由无锡梁溪科创产业基金独家投资。

2026-04-27 13:19

一家环保上市企业要10亿元收购一家CRO公司资讯

一家环保上市企业要10亿元收购一家CRO公司

4月26日晚间,创业板上市公司中赋科技发布公告,计划筹资收购军科正源(北京)药物研究有限责任公司。

2026-04-27 11:02

司美格鲁肽专利已经到期,为什么国内还没有产品获批上市资讯

司美格鲁肽专利已经到期,为什么国内还没有产品获批上市

2026年3月底,司美格鲁肽核心化合物专利在中国正式到期。

2026-04-26 18:56

药品附条件批准上市申请审评审批工作程序资讯

药品附条件批准上市申请审评审批工作程序

附条件批准时,每个附条件批准的适应症单独设置药品注册证书有效期,原则上,在确证性研究完成时限的基础上增加一年。确证性研究完成时限由药审中心在审评中与申请人沟通交流后...

2026-04-26 10:58