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腾讯登录【Science子刊】 基因编辑患者的干细胞可逆转糖尿病
| 导读 | 研究人员使用从罕见Wolfram综合症患者的皮肤中产生的诱导性多能干细胞，将人类干细胞转化为产生胰岛素的细胞，并使用基因编辑工具CRISPR-Cas9进行校正导致该综合征的遗传缺陷。然后，他们将细胞植入实验室小鼠，并治愈了这些小鼠的糖尿病。 |
近日，来自圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员的发现表明，CRISPR-Cas9技术有望用于治疗糖尿病，特别是由单个基因突变引起的形式。并且一些患有较常见糖尿病（如1型和2型）的患者，可能在一天之内就见效。该研究于4月22日在线发表在《科学转化医学》杂志上。
Wolfram综合征患者在童年或青春期发展为糖尿病，需要很快进行胰岛素替代治疗，每天需要多次注射胰岛素。大多数人继续发展下去，会造成视力、平衡以及其他问题，许多患者甚至会因此早期死亡。
这是首次将CRISPR用于修复导致患者糖尿病的遗传缺陷并成功了逆转糖尿病。在这项研究中，研究人员利用了Wolfram综合征患者的细胞，因为从概念上讲，他们知道纠正单个基因引起的缺陷会更加容易。但他们认为这是将基因疗法应用于更广泛的糖尿病患者人群的垫脚石。
来自Wolfram综合征患者的诱导多能干细胞未编辑（下排）和校正（上排）β细胞的显微图像。图片来源：KG Maxwell等，《科学转化医学》（2020年）Wolfram综合症是由单个基因的突变引起的，这为研究人员提供了一个机会，可以确定是否可以把用来纠正遗传错误的两个技术（干细胞和CRISPR技术）结合，用来纠正由突变引起的糖尿病。
几年前，华盛顿大学医学和生物医学工程学助理教授，Jeffrey R. Millman博士，和他的同事们发现了如何将人类干细胞转化为胰腺β细胞。当这些细胞遇到血糖时，它们就会分泌胰岛素。最近，这些研究人员开发了一种新技术，可以将人类干细胞更有效地转化为能够更好地控制血糖的β细胞。
在这项研究中，他们用了其他步骤获得患者的细胞，并在这些细胞上使用CRISPR-Cas9基因编辑工具来纠正导致Wolfram综合征的基因突变。然后，研究人员将基因编辑的细胞与同一批未经CRISPR编辑的干细胞中分泌胰岛素的β细胞进行了比较。
在试管中和患有严重糖尿病的小鼠中，用CRISPR编辑的新生β细胞可以更有效地分泌胰岛素来响应葡萄糖。小鼠的糖尿病在植入皮肤下的CRISPR编辑的细胞后迅速消失，在监测的整个六个月中，动物的血糖水平均保持在正常范围内。接受未经编辑的β细胞的动物仍患有糖尿病。他们新植入的β细胞可以产生胰岛素，但不足以逆转他们的糖尿病。
研究人员表示，他们基本上能够使用这些细胞来解决问题，并通过纠正这种突变来制造正常的β细胞。这证明了纠正导致糖尿病的基因缺陷，可以制造出能够更有效控制血糖的β细胞，还可能会纠正Wolfram综合征患者遇到的其他问题，例如视力障碍和神经变性。
将来，使用CRISPR来纠正β细胞中的某些突变，可能会帮助那些患有多种遗传和环境因素的患者，如由破坏β细胞的自身免疫过程引起的1型和跟肥胖和胰岛素抗性紧密相关的2型糖尿病患者。
研究人员结合了这两种技术，从诱导多能干细胞中培养β细胞，并使用CRISPR来纠正遗传缺陷。实际上，他们发现校正后的β细胞与没有糖尿病的健康人的干细胞制成的β细胞没有区别。
展望未来，由干细胞制造β细胞的过程将变得更加容易。科学家已经开发出较少侵入性的方法，从血液中诱导出多能干细胞，并且他们正在研究从尿液样本中提取干细胞。研究人员表示，将来可能能够从患者身上吸取几毫升的尿液，制成干细胞，然后他们可以将其生长为β细胞，然后通过CRISPR纠正这些细胞中的突变，然后将它们移植回病人，治疗他们的糖尿病。糖尿病患者的基因检测将指导研究人员确定需要纠正的基因，这将促成个性化的再生基因疗法。（转化医学网360zhyx.com）
参考：
https://medicalxpress.com/news/2020-04-diabetes-reversed-mice-genetically-stem.htmlK.G. Maxwell el al., "Gene-edited human stem cell–derived β cells from a patient with monogenic diabetes reverse preexisting diabetes in mice," Science Translational Medicine (2020). https://stm.sciencemag.org/loo … scitranslmed.aax9106
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