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
资讯 手术机器人公司思博慧医宣布完成近亿元Pre-A+轮融资
近日,思博慧医宣布完成近亿元Pre-A+轮融资。本轮由诺庾资本领投,浦东创投、片仔癀盈科基金、同杨基金、太湖空天动力启明星跟投。所获资金将主要用于全自动磁控介入手术机器人...
2026-09-20 15:35
资讯 国家卫健委、国家中医药管理局联合发布《关于进一步加强罕见病防治工作的通知》
到2026年底前,各省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团均应当至少依托1家省属及以上医院开设罕见病门诊,辖区内300万人口以上的地市均应当至少依托1家医院开设罕见病门诊,安排...
2026-09-20 13:47
资讯 2016年-2025年:国内化学仿制药累计销售额TOP10
从十年累计销售额来看,TOP10品种合计超过2400亿元,展现了中国仿制药市场雄厚的体量基础。其中,扬子江药业的地佐辛注射液以420 79亿元的累计销售额高居榜首,是榜单中唯一突...
2026-09-20 09:07
资讯 全球首个专家级通用医疗影像模型,一次识别146种病症
9月18日消息,阿里巴巴达摩院与浙江大学医学院附属第一医院等机构研发出通用医疗影像AI模型DAMO RADAR,并登上国际顶级学术期刊《科学》(Science)。
2026-09-18 17:12
资讯 金斯瑞与礼来TuneLab达成合作,推动AI制药湿实验服务
根据协议,金斯瑞生物将向Lilly TuneLab参与企业提供湿实验服务,助力其快速生成实验数据,将AI预测转化为生物学验证数据,加速候选药物评估。
2026-09-18 15:51
资讯 医药工业发展十五五规划
规模以上医药工业企业营业收入超过3 5万亿元,创新药产业规模增速年均达到20%以上,全球年销售额超10亿美元的品种数量达到5个以上;年营业收入超过100亿元的医药工业企业数量达...
2026-09-18 13:45
资讯 全球首个核药仿制药获完全批准
9月14日,Curium宣布Bexlutry([177lu]氧奥曲肽,研发代号:PNT2003)获得FDA批准上市。该药物是Lutathera的仿制药,也是全球首个获批上市的核药仿制药。
2026-09-18 11:58
资讯 康方生物第4个ADC获批临床,加速布局IO+ADC方向
近日,康方生物(9926 HK)宣布,其自主研发的创新双抗ADC药物AK158D1(EGFR Trop2 双抗ADC),已获得国家药品监督管理局药品审评中心批准,开展用于治疗晚期恶性实体瘤的I期临床研究。
2026-09-18 11:18
资讯 体内CAR-T出海
近日,河北森朗生物科技有限公司(森朗生物)与美国Tempest Therapeutics(Tempest)签署独家选择权协议,授权Tempest可独家引进森朗生物CD7靶向慢病毒载体平台及多款体内CAR-T候选药物。
2026-09-17 17:15
资讯 迈英诺医药完成超 2 亿元 A 轮融资,全球首个局部给药泛 JAK / 泛 Trk 多靶点抑制剂进入中美 II 期临床
本轮融资由阳光融汇资本领投,厦门金圆产业链基金、厦门市心血管产业基金、博行资本、建发新兴投资、沃美达资本、朗煜投资、厦门高新投跟投
2026-09-17 16:23
资讯 华东医药携手美柏生物,ECM胶原蛋白MB007独家战略合作落地
就细胞外基质(Extracellular Matrix,ECM)胶原蛋白MB007产品在中国市场达成独家战略合作
2026-09-17 16:17
资讯 全球范围内,达芬奇SP单孔手术系统首获新适应症
直观医疗近日宣布,达芬奇SP单孔手术系统经阴道妇科手术适应症已获得欧盟CE认证,这是该系统在全球范围内首次获批此适应症。
2026-09-17 16:17
资讯 《医药代表管理办法》备案政策问答(二),非首次备案医药代表因学历、专业不符合《办法》规定可否备案
9月16日,国家医药代表备案平台发布《备案政策问答(二)》。国家药监局收集、整理了部分与备案相关的问题,进行解答。
2026-09-17 11:08











