Science子刊通過(guò)基因編輯，逆轉(zhuǎn)糖尿病
在最新一項(xiàng)研究中，研究人員從患有罕見(jiàn)的遺傳性胰島素依賴型糖尿病的患者的皮膚中采集細(xì)胞，生成誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為產(chǎn)生胰島素的細(xì)胞，之后通過(guò)基因編輯工具CRISPR-Cas9，校正導(dǎo)致該綜合征的遺傳缺陷，結(jié)果證明將細(xì)胞植入實(shí)驗(yàn)室小鼠后，逆轉(zhuǎn)了糖尿??！
這一發(fā)現(xiàn)公布在4月22日的 Science Translational Medicine雜志上。發(fā)現(xiàn)表明，CRISPR-Cas9技術(shù)有望用于治療糖尿病，尤其是由單一基因突變引起的糖尿病形式，未來(lái)也有可能用于治療一些較常見(jiàn)糖尿病患者，例如1型和2型。
文章作者，華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)與生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)助理教授Jeffrey R.Millman博士說(shuō)：“這是CRISPR被首次用于修復(fù)導(dǎo)致患者糖尿病的遺傳缺陷，并成功逆轉(zhuǎn)糖尿病。在這項(xiàng)研究中，我們使用了Wolfram綜合征患者的細(xì)胞，因?yàn)閺母拍钌现v，這樣更容易糾正單個(gè)基因引起的缺陷。不過(guò)我們認(rèn)為這是向更廣泛的人群應(yīng)用基因治療的墊腳石?！盬olfram綜合癥是由單個(gè)基因的突變引起的，為研究人員提供了一個(gè)機(jī)會(huì)確定將干細(xì)胞技術(shù)與CRISPR結(jié)合使用，糾正遺傳錯(cuò)誤是否也可以糾正由突變引起的糖尿病。
幾年前，Millman和他的同事們發(fā)現(xiàn)了如何將人類(lèi)干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為胰腺β細(xì)胞。在此基礎(chǔ)上，這些研究人員開(kāi)發(fā)了一種新技術(shù)，可以將人類(lèi)干細(xì)胞更有效地轉(zhuǎn)化為能夠更好地控制血糖的β細(xì)胞。在這項(xiàng)研究中，他們從患者那里獲得這些細(xì)胞，并在這些細(xì)胞上使用CRISPR-Cas9基因編輯工具來(lái)糾正導(dǎo)致Wolfram綜合征（WFS1）的基因突變。然后，研究人員將基因編輯的細(xì)胞與同一批未經(jīng)CRISPR編輯的分泌胰島素的β細(xì)胞進(jìn)行了比較。
結(jié)果表明，在試管中和患有嚴(yán)重糖尿病的小鼠中，用CRISPR編輯的新生長(zhǎng)β細(xì)胞可以更有效地分泌葡萄糖。植入皮膚下的CRISPR編輯細(xì)胞使小鼠的糖尿病迅速消失，在監(jiān)測(cè)的整個(gè)六個(gè)月中，動(dòng)物的血糖水平均保持在正常范圍內(nèi)。接受未經(jīng)編輯的β細(xì)胞的小鼠仍患有糖尿病，它們新植入的β細(xì)胞可以產(chǎn)生胰島素，但不足以逆轉(zhuǎn)糖尿病。
將來(lái)也許可以使用CRISPR來(lái)糾正β細(xì)胞中的某些突變，幫助那些患有多種遺傳和環(huán)境因素（例如1型是由破壞β細(xì)胞的自身免疫過(guò)程引起的糖尿病）和2型糖尿病的患者。Millman說(shuō)：“將這兩種技術(shù)結(jié)合在一起，這讓我們感到非常興奮——從誘導(dǎo)多能干細(xì)胞中生長(zhǎng)出β細(xì)胞，以及使用CRISPR來(lái)糾正遺傳缺陷?！?/p>
“實(shí)際上，我們發(fā)現(xiàn)校正后的β細(xì)胞與沒(méi)有糖尿病的健康人的干細(xì)胞制成的β細(xì)胞沒(méi)有區(qū)別。”展望未來(lái)，由干細(xì)胞制造β細(xì)胞的過(guò)程將變得更加容易。例如，科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出較少侵入性的方法，從血液中誘導(dǎo)出多能干細(xì)胞，他們正在研究從尿液樣本中提取干細(xì)胞。
作者說(shuō)：“將來(lái)，我們也許可以從患者那里收集幾毫升尿液，制成干細(xì)胞，然后將其誘導(dǎo)成β細(xì)胞，通過(guò)CRISPR糾正細(xì)胞中的突變，移植回患者，進(jìn)行個(gè)體化治療?！?/p>
原文標(biāo)題：
Maxwell KG, Augsornworawat P, Velazco-Cruz L, Kim MH, Asada R, Hogrebe NJ,Morikawa S, Urano F, Millman JR. Gene-edited human stem cell-derived ?cells from a patient with monogenic diabetes reverse pre-existingdiabetes in mice. Science Translational Medicine, published online April22, 2020.
