茶是中國(guó)的傳統(tǒng)飲品，如今，茶有了一個(gè)全新的角色——細(xì)胞“操縱手”，它既編輯得了細(xì)胞的基因組，還控制得了細(xì)胞的行為，在特定的時(shí)空下產(chǎn)生并釋放。解放日?qǐng)?bào)·上觀新聞?dòng)浾攉@悉，華東師范大學(xué)葉海峰課題組成功開發(fā)了綠茶代謝物原兒茶酸調(diào)控的基因表達(dá)控制系統(tǒng)，并將該系統(tǒng)應(yīng)用于可控的表觀遺傳重塑、基因編輯以及精準(zhǔn)遞送糖尿病。這種以“喝茶”作為控制手段，在時(shí)空上干預(yù)或調(diào)控的可控表達(dá)釋放，為目前人工定制化細(xì)胞療法轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用提供了一種全新的理念和策略。10月24日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)·轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》以封面文章在線發(fā)表了相關(guān)論文。 美國(guó)生物學(xué)家喬治戴利曾說(shuō)過(guò)，相比于為代表的20世紀(jì)，21世紀(jì)則是細(xì)胞的時(shí)代。在細(xì)胞的新研究進(jìn)展中，細(xì)胞上設(shè)計(jì)安裝特殊用途的控制裝置已成為細(xì)胞的研究重點(diǎn)，這些裝置可以被量身定做，促使細(xì)胞更加智能化地完成如基因編輯、精準(zhǔn)等各種任務(wù)。這類安裝了控制裝置的細(xì)胞被形象地稱為“人工定制化細(xì)胞”。然而，缺乏的控制裝置是目前人工定制化細(xì)胞療法轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用中的一大障礙。 葉海峰課題組一直致力于尋找一種有益于健康的天然小分子，去調(diào)控細(xì)胞的行為和功能。利用合成生物學(xué)的思想，他們通過(guò)6年的努力終于解鎖了茶的這一新功能。該課題組巧妙地利用綠茶的次級(jí)代謝產(chǎn)物原兒茶酸，設(shè)計(jì)合成了原兒茶酸調(diào)控的轉(zhuǎn)基因表達(dá)控制系統(tǒng)，并將其安裝在細(xì)胞中。 “你可以想象，當(dāng)這種定制化細(xì)胞植入人體后，人們只需通過(guò)飲用定制濃縮綠茶，便可以控制細(xì)胞中目的基因表達(dá)?！比~海峰介紹，這種目的基因可以按照需求調(diào)整改變，可以是提高人體的抗體，也可以是體內(nèi)有害分子的降解酶，還可以是降低血糖的胰島素等。糖尿病嚴(yán)重影響著人們的生活和健康，患者往往需要承受每天注射胰島素的痛苦。該課題組人員選擇了胰島素作為目的基因進(jìn)行了測(cè)試，設(shè)計(jì)合成了能夠調(diào)控降血糖肽表達(dá)釋放的定制化細(xì)胞，以達(dá)到糖尿病的目的。 研究表明，糖尿病小鼠只需口服定制的濃縮綠茶或者原兒茶酸，便可定時(shí)定量地持續(xù)性獲取胰島素，控制體內(nèi)血糖穩(wěn)定，無(wú)需每天定時(shí)服用或者注射胰島素。另外，這項(xiàng)工作也已在靈長(zhǎng)類動(dòng)物猴子上得到了驗(yàn)證，糖尿病猴子只需飲用原兒茶酸就可達(dá)到控制血糖的效果。更不可思議的是，該課題組還結(jié)合了新的基因編輯技術(shù)，使綠茶作為基因編輯的調(diào)控開關(guān)，去操控基因的表達(dá)、編輯。同時(shí)，課題組人員證實(shí)了該控制系統(tǒng)可以進(jìn)行復(fù)雜的邏輯運(yùn)算，期望在未來(lái)可以運(yùn)用在生物計(jì)算機(jī)中。 值得注意的是，該工作的創(chuàng)新點(diǎn)包括調(diào)控式基因編輯裝置的構(gòu)建、的輸送以及綠茶調(diào)控的定制化細(xì)胞方式，不僅可以進(jìn)一步促進(jìn)細(xì)胞的精準(zhǔn)化，也為基礎(chǔ)研究工作在復(fù)雜的特定環(huán)境下提供有用的研究工具。 葉海峰表示，綠茶調(diào)控的基因表達(dá)控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用還有待解決一些問(wèn)題。例如，目前是利用轉(zhuǎn)座子系統(tǒng)將該系統(tǒng)整合至基因組中，但該過(guò)程中發(fā)生一些錯(cuò)誤的整合是無(wú)法預(yù)測(cè)和避免的，以后可能會(huì)采用CRISPR系統(tǒng)將控制裝置更地整合至特定基因組上。其次，文章中所采用的人源細(xì)胞雖然易于操作且非常適用于該系統(tǒng)，但對(duì)于臨床轉(zhuǎn)化來(lái)說(shuō)，將系統(tǒng)整合至病人的原代細(xì)胞中才會(huì)更加。因此，研究該系統(tǒng)在病人自體細(xì)胞（如間充質(zhì)干細(xì)胞）的調(diào)控效果在后續(xù)的轉(zhuǎn)化工作中非常重要。后，細(xì)胞植入體內(nèi)采取的微膠囊包裹技術(shù)在延長(zhǎng)細(xì)胞生命周期上也有待改善，以實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)期的治果。 來(lái)源：上觀新聞