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88彩票网是哪的平台·糖尿病真能通过喝绿茶治,《科学》杂志发表相关论文

作者:匿名

来源: 健康养生>>

2020-01-11 16:45:59

88彩票网是哪的平台·糖尿病真能通过喝绿茶治,《科学》杂志发表相关论文

88彩票网是哪的平台,喝绿茶就能控制血糖稳定,你可以想象得到吗?

10月24日,国际著名学术期刊《科学·转化医学》(science translational medicine),以封面文章形式在线发表华东师范大学叶海峰研究员团队领衔的最新研究成果。

这项研究成果表明,当人体植入某种定制化细胞后,人们只需通过饮用特制的浓缩绿茶,便可使其在体内产生代谢物原儿茶酸,进而控制细胞中目的基因的表达,从而控制细胞的各种行为,在特定的时空下产生并释放各种你想要的治疗药物。智能细胞的行为可以按照需求调整改变,可以变为提高人体免疫力的抗体,也可以变为清除体内有害分子的酶,还可以变为降低血糖的胰岛素。

当这种细胞被植入人体后,人们通过饮用定制的浓缩绿茶,就可以激活细胞中特定基因的表达。这种细胞可以按需定制,在体内生产特定基因编码的蛋白药物,例如胰岛素等。

糖尿病严重影响着患者的健康和生活,为了代替胰岛素注射的糖尿病治疗方法,该课题组人员选择胰岛素作为目的基因进行测试,设计合成能够精确调控降血糖肽表达释放的定制化细胞,以达到治疗糖尿病的目的。

研究表明,糖尿病小鼠只需口服定制的浓缩绿茶或者原儿茶酸,便可定时定量地持续性获取胰岛素,控制体内血糖稳定,无需每天定时服用或者注射胰岛素。另外,这项工作也已在灵长类动物猴子身上得到验证,患糖尿病的猴子只需饮用原儿茶酸,就可达到控制血糖的效果。

我国的糖尿病患者超过1.14亿人。据统计,仅2017年我国与糖尿病相关的诊断治疗支出,就达到约1100亿美元,占近13%的中国医疗总支出。其中,60岁以下因糖尿病死亡人数高达84万,这意味着巨大的医疗负担。这项研究成果仅在治疗糖尿病上,就有广阔的应用前景。

美国生物学家乔治戴利曾评论:“相比于药物治疗为代表的20世纪,21世纪则是细胞治疗的时代”。

随着一些独特细胞治疗产品的开发,细胞治疗被视为下一代医药。在细胞治疗的最近研究进展中,细胞上设计安装特殊用途的控制装置,已成为细胞治疗的研究重点,这些装置可以被量身定做,促使细胞更加智能化地完成如基因编辑、精准治疗等各种任务。这类安装了控制装置的细胞,被形象地称为“人工定制化细胞”,该类人工定制化细胞疗法,也被认为是下一代细胞疗法的支柱。然而,缺乏安全高效的控制装置,是目前人工定制化细胞疗法转化为临床应用中的一大障碍。

叶海峰课题组一直在寻找一种有益于健康的天然小分子,来调控细胞的行为和功能。

利用合成生物学思想,课题组通过历时6年的努力,终于解锁了茶的新功能,巧妙地利用绿茶的次级代谢产物原儿茶酸(pca),设计合成原儿茶酸调控的转基因表达控制系统。

叶海峰表示:“该研究让人们对绿茶有了颠覆性的认识,我们解锁了茶的新功能,这就是合成生物学的魅力。”

牟丽莎在接受记者采访时称,除了可以用于精准地递送药物来治疗糖尿病,本次开发的这一基因表达控制系统,还可应用于其他代谢性疾病、免疫疾病、神经退行性疾病、肿瘤等领域。

有资深专家解读称,这次研究成果的可贵之处,在于已经在猴子身上已经得到验证,预期离人体实验应该不远了。

详细了解这项研究↓↓↓

喝“定制”浓茶精准递送胰岛素

叶海峰课题组人员选择了胰岛素作为目的基因进行测试,设计合成了能够精确调控降血糖肽表达释放的定制化细胞,以达到治疗糖尿病的目的。

研究表明,糖尿病小鼠只需口服定制的浓缩绿茶或者原儿茶酸,便可定时定量地持续性获取胰岛素,控制体内血糖稳定,无需每天定时服用或者注射胰岛素。另外,这项工作也已在灵长类动物猴子上得到了验证,糖尿病猴子只需饮用原儿茶酸就可达到控制血糖的效果。该研究大大减轻了糖尿病患者的痛苦,为患者提供了新的治疗思路和福音。

让人更不可思议的是,该课题组还结合了最新的基因编辑技术,使绿茶作为基因编辑的调控开关,去操控基因的表达、编辑。同时,课题组人员证实了该控制系统可以进行复杂的逻辑运算,期望在未来可以运用在生物计算机中。

绿茶调控的定制化细胞治疗方式

随着一些独特细胞治疗产品的开发,细胞治疗被视为下一代医药。在细胞治疗的最近研究进展中,细胞上设计安装特殊用途的控制装置已成为细胞治疗的研究重点,这些装置可以被量身定做,促使细胞更加智能化地完成如基因编辑、精准治疗等各种任务。这类安装了控制装置的细胞被形象地称为“人工定制化细胞”,该类人工定制化细胞疗法也被认为是下一代细胞疗法的支柱。然而,缺乏安全高效的控制装置是目前人工定制化细胞疗法转化为临床应用中的一大障碍。

为了实现“绿茶调控”的理念,研究人员利用喝绿茶代谢物原儿茶酸(pca)作为分子开关。将来自于一种链霉菌(streptomyces coelicolor)中响应原儿茶酸的转录阻遏蛋白pcav、pcav响应的操纵子dna序列opcav和转录抑制子krab等生物分子元器件进行理性设计、组装和重编程,构建了原儿茶酸调控的基因表达控制开关(pca switch)。

■ 原儿茶酸控制开关(pca switch)设计原理示意图

原儿茶酸可以精确诱导转基因的表达,且控制系统在调控转基因表达上展现出良好的时间、剂量依赖性以及可逆性。并且,无论是注射、口服原儿茶酸以及饮用定制的浓缩绿茶方式均可以调控移植在小鼠体内的控制系统进行转基因表达。

鉴于该原儿茶酸调控系统的高度可控性,研究人员将该系统应用于以下三个方面应用研究:

构建原儿茶酸调控的表观遗传重塑和基因编辑装置。该装置是通过pca控制pol iii启动子的活性来调控grna表达,从而实现对dcas9/cas9活性的控制。研究人员分别开发了通过pca调控内源基因抑制(pcari)、激活(pcara)和编辑(pcardel)三种控制装置,分别用于表观遗传重塑和基因编辑。

设计构建食物酚酸(原儿茶酸和香草酸)调控的生物计算机。

■ 在小鼠中,原儿茶酸(pca)和香草酸(va)调控的逻辑“与”门

该生物计算机安装在细胞内并移植到动物体内,可以根据原儿茶酸和香草酸存在与否的指令执行准确的逻辑运算(包括a nimply b,b nimply a,and,or和nor 5种逻辑运算)。该项研究是合成生物学领域中,首次在动物体内实现逻辑运算,为以后复杂精确药物输出和精准疾病治疗奠定了基础。

构建原儿茶酸调控的药物精准释放递送系统用于糖尿病治疗。

■ pca控制开关调控胰岛素或glp-1表达治疗1型和2型糖尿病鼠

为了实现原儿茶酸或“喝茶”调控基因表达和药物释放治疗疾病的目的,研究人员构建了pca调控胰岛素(用于1型糖尿病治疗)或者glp-1(胰高血糖素样肽-1,用于2型糖尿病治疗)表达的基因线路,并将基因线路稳定上载到人底盘细胞hek-293中,从而获得pca调控降血糖药物表达释放的人工定制化细胞。这些可控的细胞进一步被微胶囊包裹分别移植到1型或者2型糖尿病模型鼠体内,最终可以实现通过口服pca或者口服定制的浓缩绿茶调控降血糖药物的表达释放来维持糖尿病小鼠体内的血糖稳态。

为了测试该可控定制细胞系统放大后在大动物体内的治疗效果及可行性,研究人员将原儿茶酸调控的定制化细胞通过微胶囊包裹后腹腔移植到1型和2型糖尿病猴体内。当糖尿病猴口服pca后,可以激活调控体内移植的细胞表达释放胰岛素或glp-1,从而起到降血糖作用。

■ pca控制开关调控胰岛素或glp-1表达治疗1型和2型糖尿病猴

转化为实际应用还有待解决一些问题

然而,叶海峰研究员称,绿茶调控的基因表达控制系统转化为实际应用还有待解决一些问题,例如目前是利用转座子系统(sleepingbeauty)将该系统整合至基因组中,但该过程中发生一些错误的整合是无法预测和避免的。以后,课题组可能会采用crispr系统将控制装置更精确地整合至特定基因组上。其次,文章中所采用的人源细胞hek-293虽然易于操作且非常适用于该系统,但对于临床转化来说,将系统整合至病人的原代细胞中才会更加安全,因此,研究该系统在病人自体细胞(如间充质干细胞)的调控效果在后续的转化工作中非常重要。最后,细胞植入体内采取的微胶囊包裹技术在延长细胞生命周期上也有待改善,以实现更长期的治疗效果。

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