Cell子刊:脑洞大开!基因编辑让皮肤变“药库”,治疗肥胖和糖尿病!

近日,芝加哥大学的一个研究小组带来了一项“脑洞大开”的研究,研究人员在小鼠中验证了一种新的基因治疗形式——通过移植基因编辑的皮肤来治疗2型糖尿病和肥胖症,这项基于皮肤移植的基因疗法或许能治疗多种人类疾病。该研究发表于2017年8月3日的Cell Stem Cell期刊上。

基因编辑+干细胞+皮肤移植会碰撞出怎样的火花?近日,芝加哥大学的一个研究小组带来了一项“脑洞大开”的研究,研究人员在小鼠中验证了一种新的基因治疗形式——通过移植基因编辑的皮肤来治疗2型糖尿病和肥胖症,这项基于皮肤移植的基因疗法或许能治疗多种人类疾病。该研究发表于2017年8月3日的Cell Stem Cell期刊上。

该研究的资深作者,芝加哥大学的助理教授Xiaoyang Wu博士说:“我们克服了一些技术障碍,并在具有完整免疫系统的动物中设计了一种从小鼠到小鼠的皮肤移植模型。我们认为这个平台有可能促进安全持久的基因治疗,希望有朝一日能在人类中通过筛选和修饰皮肤细胞进行基因治疗。”


构建小鼠皮肤类器官

早在20世纪70年代,医生就知道如何从大面积烧伤患者中获取皮肤干细胞,并将其在实验室中培养,然后用生长的组织来修复患者的伤口。该种方法现在已经成为标准。但是,皮肤移植应用在小鼠中的发展不如人类。

“小鼠皮肤移植系统不太成熟,”Wu说,“我们花了几年时间来优化我们的3D皮肤类器官培养系统。”

这项研究题为Engineered Epidermal Progenitor Cells CanCorrect Diet-Induced Obesity and Diabetes,首次表明改造的皮肤移植物能够在具备完整免疫系统的野生型小鼠中长期存活。 “我们的皮肤移植成功率高于80%,” Wu说,“这对我们来说十分令人激动。”

研究人员之所以选择糖尿病,一是因为其病理与皮肤无关,其次糖尿病可以通过递送特定蛋白质来治疗。


图片来源:Cell Stem Cell

在皮肤细胞中插入诱导型GLP1基因

研究人员选择在皮肤细胞中插入胰高血糖素样肽1(GLP1)的基因,胰高血糖素样肽1(GLP1)能刺激胰腺分泌胰岛素。这些额外的胰岛素能够去除血液中过多的葡萄糖,防止糖尿病并发症。GLP1还可以延缓胃排空并减少食欲。

然后,研究人员利用CRISPR编辑GLP1基因。他们插入一个突变,延长了该激素在血液中的半衰期,并将修饰的基因融合到抗体片段,使其在血液循环中持续更久。研究人员还在基因前附上了一个诱导型启动子,这使他们能够利用多西环素诱导GLP1基因开启表达。然后他们将基因插入皮肤细胞,并培养这些细胞。


免疫荧光成像显示皮肤移植物具有正常皮肤分化和组织结构。图片来源:Cell Stem Cell

当这些培养的细胞暴露于空气/液体界面时,细胞开始分层,产生“皮肤样类器官”。然后,研究人员将这个实验室生长的基因改造的皮肤移植到具有完整免疫系统的小鼠上。皮肤移植物没有发生显著的排斥反应。

表达GLP1基因的小鼠体重和血糖水平得到有效控制

接下来,研究人员给对照小鼠和基因改造小鼠喂食高脂肪饮食,两组小鼠体重迅速增加。当给对照组和基因改造组喂食高脂饮食及多西环素时,对照小鼠明显长胖,而表达GLP1的小鼠血液中的胰岛素水平明显上升,血糖水平降低,体重得到有效控制。

作者写道:“我们的数据表面,诱导表达GLP1的皮肤基因疗法可用于治疗和预防饮食诱导的肥胖和病态。”当研究人员将基因改造的人类细胞移植到免疫功能不全的小鼠中时,他们也看到了相同的效果。这些结果表明,“GLP1分泌的皮肤基因治疗可能具有临床实用价值。”

或可应用于多种人类疾病

作者指出,这种将体外精确的基因组编辑与体内工程细胞有效应用相结合的方法可为“治疗多种人类疾病提供巨大帮助”。

Wu说:“我们认为这可以为治疗多种疾病提供长期的安全选择。它可以用来递送治疗性蛋白质,为遗传缺陷的患者更换缺失的蛋白,如血友病。或者作为代谢库,去除各种毒素。”

皮肤祖细胞非常适合基因治疗,因为它具有几个独特的优点:人体皮肤是体内最大,最易获取的器官;它很容易监控;如果有必要,移植的皮肤可以被快速移除。皮肤细胞在培养中增殖迅速,并且容易移植;皮肤移植过程相对安全,微创且价格便宜。

参考资料

Gene therapy via skin could treat many diseases, even obesity

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

来源:生物探索(微信号 biodiscover)

为你推荐

安科生物增资博生吉,获得PA3-17 注射液CAR-T产品大中华区独家代理权资讯

安科生物增资博生吉,获得PA3-17 注射液CAR-T产品大中华区独家代理权

11月11日晚间,安科生物发布公告称公司与博生吉医药科技(苏州)有限公司签署《增资协议》与《独家代理框架协议》,达成新一轮深度战略合作。

2025-11-11 22:53

首届默沙东研发中国科学日在京成功举办资讯

首届默沙东研发中国科学日在京成功举办

深化本土创新合作生态,助力中国创新走向全球化

2025-11-11 21:58

熙源安健获得超2亿元A轮融资,加速核心管线进展和全球化布局资讯

熙源安健获得超2亿元A轮融资,加速核心管线进展和全球化布局

本轮融资由北京市医药健康产业投资基金领投,渶策资本、光华梧桐、比邻星创投跟投,老股东顺禧基金、启明创投持续加投,行远致同担任财务顾问。

2025-11-11 21:52

诺华的核药将在嘉兴量产资讯

诺华的核药将在嘉兴量产

近日,跨国药企巨头诺华宣布其放射配体疗法(RLT)药物派威妥(镥[177Lu]特昔维匹肽注射液)的两个适应症同时获得国家药品监督管理局批准,分别为用于治疗既往接受过雄激素受体...

2025-11-11 18:23

国家医保局:开展医保经办全业务流程智能审核试点资讯

国家医保局:开展医保经办全业务流程智能审核试点

国家医保局确定北京市、天津市、河北省、辽宁省、浙江省、湖南省、重庆市医疗保障局为试点单位,开展医保经办全业务流程智能审核试点工作。

2025-11-11 18:15

华东医药创新药罗氟司特乳膏0.15%特应性皮炎适应症在华申报上市,强化自免皮肤领域布局资讯

华东医药创新药罗氟司特乳膏0.15%特应性皮炎适应症在华申报上市,强化自免皮肤领域布局

适用于6岁及以上轻度至中度特应性皮炎患者的局部外用治疗。

2025-11-11 17:56

贺普药业乙肝创新药物获突破性进展资讯

贺普药业乙肝创新药物获突破性进展

近日,第76届美国肝病研究协会(AASLD)年会在美国华盛顿开幕。由上海贺普药业研发的乙肝创新药贺普拉肽临床研究取得突破性进展,以大会报告形式公布了治疗慢性乙肝II期随机双盲...

2025-11-10 20:57

远大医药复方鼻喷剂莱特灵®国内成功获批,过敏性鼻炎迎全新复方治疗方案资讯

远大医药复方鼻喷剂莱特灵®国内成功获批,过敏性鼻炎迎全新复方治疗方案

全球创新药Ryaltris®复方鼻喷剂(“GSP 301 NS”或“莱特灵®”)已获国家药监局颁发药品注册证书,且在药品审评过程中未收到补充资料通知,实现“零发补”获批上市。

2025-11-10 17:37

创新医疗国际合作新范本,复星凯瑞与沙特Fakeeh共拓细胞治疗新里程资讯

创新医疗国际合作新范本,复星凯瑞与沙特Fakeeh共拓细胞治疗新里程

此次签约聚焦CAR-T细胞治疗领域,双方就共同推进该技术在沙特的临床落地和本地化发展达成了合作意向。

2025-11-10 17:32

安永吴晓颖:从“辅助工具”到“核心能力”,生成式 AI 将重塑医疗器械行业竞争格局资讯

安永吴晓颖:从“辅助工具”到“核心能力”,生成式 AI 将重塑医疗器械行业竞争格局

第八届中国国际进口博览会上,安永正式发布《生成式人工智能在医疗器械行业潜在应用》白皮书。

文/张蓉蓉 2025-11-10 16:26

科莱恩大亚湾制药产能升级落地,加码药用辅料与原料药布局资讯

科莱恩大亚湾制药产能升级落地,加码药用辅料与原料药布局

近日,科莱恩在惠州大亚湾生产基地举行护理化学品扩建项目投产仪式,此次 8000 万瑞士法郎(约7亿人民币)的战略投资中,制药领域产能升级成为核心亮点。

文/张蓉蓉 2025-11-10 15:33

赛诺菲大中华区总裁施旺:八载全勤赴进博,以“中国方案”筑梦健康中国资讯

赛诺菲大中华区总裁施旺:八载全勤赴进博,以“中国方案”筑梦健康中国

赛诺菲长期看好中国市场的繁荣前景,对医疗健康领域的未来充满信心。

2025-11-10 10:24

“医药险协同聚力,让生命无惧风雨”,罗氏医药险生态联盟启动资讯

“医药险协同聚力,让生命无惧风雨”,罗氏医药险生态联盟启动

11月7日,在第八届中国国际进口博览会上,罗氏制药展台举行了“以患者为中心,聚力守护新生”为主题的医药险生态联盟仪式。

2025-11-10 09:56

华东医药FIC三重激动剂DR10624最新临床数据披露,降低甘油三酯达75%,减少肝脏脂肪达67%资讯

华东医药FIC三重激动剂DR10624最新临床数据披露,降低甘油三酯达75%,减少肝脏脂肪达67%

DR10624在治疗重度高甘油三酯血症(SHTG)的II期临床研究(“DR10624-201研究”)中取得的重要成果

2025-11-09 21:31

2025年世界互联网大会,华西医院与蚂蚁集团达成战略资讯

2025年世界互联网大会,华西医院与蚂蚁集团达成战略

11月8日,在2025年世界互联网大会乌镇峰会期间,四川大学华西医院与蚂蚁集团正式签署战略合作协议。

2025-11-09 20:43

雅培瞬感iCGM 高科技高标准亮相进博 多项专家共识发布 助力精准血糖管理资讯

雅培瞬感iCGM 高科技高标准亮相进博 多项专家共识发布 助力精准血糖管理

中国市场唯一通过国际最高标准认证的集成式持续葡萄糖监测系统(iCGM)

2025-11-09 14:14

Metsera同意与辉瑞达成合并,诺和诺德出局资讯

Metsera同意与辉瑞达成合并,诺和诺德出局

美东时间11月7日,总部位于纽约的Metsera公司宣布已与辉瑞达成合并协议,辉瑞同意以100亿美元收购该公司。

2025-11-09 00:27