一些胰腺细胞仅需一个基因调整即可治疗糖尿病
健康的人胰腺通常包含大约十亿个β细胞,这是主要的胰岛素生产者。在糖尿病患者中,这些细胞要么缺失,要么功能失常,因此科学家一直在寻找方法来补充这些细胞的数量,以作为一种可能的长期治疗或甚至治愈该病的方案。最近,一个研究团队在实现这一目标方面迈出了一步,基因改造了另一种胰腺细胞,使其在血糖升高时产生并释放胰岛素。研究人员对管腺细胞进行了工程改造,正如一些早期研究所发现的,这些细胞偶尔会自行转变为β细胞。这在成年身体的细胞中是一种不寻常的现象,因为它们往往在身份上固定不变,这提示科学家们这些管腺细胞将是一个好的起点。哈佛医学院的博士后研究员李健(Jian Li)表示,科学家们之前并不知道是什么基因驱动了这种变态。因此,研究人员采取了一种称为基因筛选的方法,涉及在整个基因组中打断小段DNA,以查看哪些基因对某一生物过程是重要的。这有点像在没有原理图的情况下单独拆除汽车发动机的部件,并观察哪些部件被拆除后造成故障,以了解哪些部件参与了提供燃料或是转向所必需的。通过这一过程,研究人员发现,去除一个名为ALDH3B2的基因可以使管腺细胞以更高的比例转变为类似β细胞的状态。在没有基因改动的情况下,不到1%的管腺细胞会自发地转变为类似β细胞的状态,但当ALDH3B2被抑制时,这一比例增加到约8.5%。这些初步实验是在培养皿中的人类细胞上进行的,研究人员随后将这些细胞移植到患有糖尿病的小鼠中。人类胰岛素开始在小鼠体内循环,这些动物的葡萄糖水平降至接近正常水平。这些效果持续了六周。科学界之前曾探索过一些糖尿病基因疗法,希望能够提供长期缓解。例如,今年早些时候启动的一项临床试验采取了创造性的方法,给肌肉细胞提供制造胰岛素的基因指令。其他新兴治疗则旨在在实验室中生成新的胰岛素生产细胞,然后将其移植到患者体内。这伴随着一些风险,尤其是激活免疫系统。这项新研究指向了另一种可能性:利用胰腺中已经存在的细胞,并通过关闭一些维持其身份的基因开关来改变其功能。这种方法也面临自己的障碍,其中最重要的是确保仅编辑目标细胞。ALDH3B2不仅在胰腺中,而且在体内许多细胞中使用,因此精准性的重要性在于防止不可预见的并发症。还有一个主要悬而未决的问题是:这个基因如何参与将管腺细胞转变为β细胞?李健表示:“这是我们首先需要验证的部分。”接下来,“下一步是进行基因疗法,或寻找特定的小分子来抑制该基因,以看看我们是否能够实现类似的——甚至更好的效果。”即使是部分改善,也可能对全球约有8.3亿糖尿病患者的生活产生重大影响,包括许多因相关并发症每年死亡的人们。这篇文章最初出现在西班牙语版的WIRED上,并已从西班牙语翻译而来。
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