來源：iNature（ID:Plant_ihuman）
糖尿病影響了近10億人，所有1型糖尿病（T1D）患者和大部分2型糖尿病患者都依賴肽類激素胰島素的自我給藥來控制血糖。然而，這種治療管道具有繁瑣的存儲和設備要求，並且容易出現致命的用戶錯誤。
2021年9月14日，華東師範大學葉海峰及上海交通大學周健共同通訊在Molecular Therapy（IF=11.5）線上發表題為“Far-red light-activated human islet-like designer cells enable sustained fine-tuned secretion of insulin for glucose control”的研究論文，該研究將細胞治療與光遺傳學相結合，設計開發了光控類胰島定制細胞（簡稱FAID細胞）。該研究成果是繼2017年智能手機超遠程控制光控智慧細胞治療糖尿病研究成果之後的又一大重要改進，開創了一種可以長期、可控釋放胰島素並實現血糖穩態調節的新型胰島素給藥方法，為糖尿病血糖穩態控制提供了新方法。
1型糖尿病是一種患病率逐年上升並影響患者生活質量的慢性疾病，胰島素注射治療是其主要治療手段。為了解决現時1型糖尿病胰島素治療需要長期注射和血糖難以控制而導致糖尿病併發症等問題，研究團隊利用前期開發的遠紅光調控系統開發了FAID細胞，將其通過微膠囊包裹，植入糖尿病小鼠背部皮下，在遠紅光的照射下可以穩定、可調地誘導胰島素表達及釋放，從而改善1型糖尿病鼠糖代謝紊亂（圖1）。
圖1.FAID細胞治療1型糖尿病小鼠示意圖
研究團隊將FAID細胞通過微膠囊包裹後，植入1型糖尿病鼠背部皮下，通過LED燈（10 mW/cm2；730 nm）照射小鼠背部，驗證FAID細胞植入對1型糖尿病小鼠的治療效果。24小時動態血糖監測資料顯示，與黑暗對照組或常規甘精胰島素注射組鼠相比，光照組小鼠的血糖水准明顯改善。此外，在遠紅光的照射下，FAID細胞植入能够在40天降低糖尿病鼠血糖和糖化血紅蛋白。這些結果表明，FAID細胞植入能够有效改善1型糖尿病小鼠的血糖波動水准，實現長期血糖平穩控制（圖2）。
圖2.FAID細胞植入1型糖尿病小鼠實現長期血糖穩定控制
隨後，研究團隊檢測了氧化應激標誌物在糖尿病鼠血清和腎臟中的含量。實驗結果表明，在遠紅光的照射下，FAID細胞植入可以改善1型糖尿病小鼠血液和腎臟中的氧化應激，减少氧化應激損傷（圖3）。
圖3 FAID細胞植入改善1型糖尿病小鼠氧化應激
囙此研究團隊開發的FAID細胞，能够長期調控胰島素表達、釋放並有效改善1型糖尿病小鼠的糖代謝紊亂，減輕氧化應激以及高血糖引起的腎臟損傷，實現了在動物體內通過遠紅光照射FAID細胞治療1型糖尿病，為1型糖尿病治療提供了新思路。
該論文的通訊作者為華東師範大學生命科學學院葉海峰教授和上海交通大學附屬第六人民醫院內分泌代謝科周健教授。博士後餘貴玲、上海交通大學附屬六院內分泌代謝科張明亮和武漢大學人民醫院內分泌科高淩為該研究論文的共同第一作者。
該研究受到了國家重點研發計畫“合成生物學”重點專項、上海市科委合成生物學重大專案以及國家自然科學基金的大力支持。
原文連結：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1525001621004597？v=s5
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