用一束光,就能控制生命活动帮助治病抗癌,你敢信?
近日,华东师大叶海峰教授团队,在Nature子刊发表题为《一种用于哺乳动物应用的小而高度敏感的红/远红光遗传开关》的重磅研究,称已找到用于动物的“红光遗传开关”。
这支中国科学家团队研发出的光遗传学工具REDMAP,照光1秒提升基因表达150倍;照光几分钟可降血糖、控制糖尿病,堪称魔幻。
一、“光照疗法”频获诺奖,1-5分钟可降血糖
事实上,光遗传学是近年来诺奖的大热门领域,一直位列生理学或医学奖排行榜第一名。不过传统的光遗传学技术,是利用光对“光敏离子通道”控制,使阳/阴离子泵进入细胞,控制神经元细胞。但缺点也很明显,非常难找到那个“光开关”。
为了找出“光开关”,人们寻找了非常多高光敏感的蛋白,例如人眼视网膜的光敏蛋白、海藻的光敏蛋白,但都不算太理想。直到在植物拟南芥中发现了一种新的光敏蛋白,它可以用不同纳米的波长来实现精准操控。
而来自华东师范大学的叶海峰科研团队,正是利用这种植物来设计“光照疗法”工具的。他们在动物体内提前埋入经处理的感光开关,当接受到660纳米的红光时,开关打开;730纳米远红光时,开关关闭。这一系统被称作REDMAP系统,具有高敏、高效、高可控性且安全无毒。
目前REDMAP系统,已实现“鼠、兔”细胞信号通路及基因的精准控制。只需照光1-5分钟,就能提升基因高效表达150倍;糖尿病小鼠,每天照光1-5分钟,就能降低血糖,表达出足够的胰岛素。且这一“光开关”在体内至少可以停留3个月。
二、可精准控制CAR-T细胞,抗癌潜力大
这项“红光”技术的未来潜力非常大。除了降低血糖外,甚至可以帮助精准控制CAR-T细胞的活性,一方面可用于抗癌、另一方面帮助干预縗老。前不久大火的120万一针的“抗癌针”就是以CAR-T细胞为靶标的,前景不可估量。目前,该研究已获国家重点研发计划“合成生物学”重点专项、国家自然科学基金资助。
科技发展速度之快令人错愕,过去很多被视作天方夜谭的技术,如今正一一被兑现。今年9月,清华大学联合北京大学共同发布研究报告,表示在抗縗老领域取得突出成果。清北科学家证实β-烟先胺物质(“派维络”关键成分),在人类lin床中表现出很大的抗縗老潜力。此前它已被哈佛、麻省理工等科研中心证实,可提升运动能力56%-80%扭转多项关键性的縗老指标,甚至拉长生存期30%。这项技术若要放在古代,简直不敢想象,当年秦始皇为求取不老可谓是费尽心血。
不过和REDMAP光开关系统稍有不同的是,上述β-烟先胺物质早已走出实验室并实现人用。2014年,第一款β-烟先胺膳食补剂在日本诞生被炒至2万多一克;2017年,该物质补剂在国内市场大量出现,不过价位已降至4位数;2020年是该物质的元年,iReaserch调研显示,其成品市场规模已扩增至51.06亿,而背后的代表性成品“派维络”网购的热度更是一骑绝尘,好评率超99%。包括李嘉诚也在2017年也服用这类补剂,甚至感慨“回到20年前”,如今93岁依旧神采奕奕不知是否与其相关。
若“光开关”REDMAP系统也能如上实现人用,未来不可限量。iReaserch曾预测,“派维络”背后的物质市场将在2023年达到270亿,那REDMAP还将在其基础上再翻几倍甚至几十倍,毕竟国人的健康意识随年龄及经济水平不断进步。
三、人类或进入第二次寿命大飞跃
对于这项照光1秒,就能提升基因表达150倍的‘’光开关”技术,目前已实现了对哺乳动物细胞、小鼠肌肉内源基因转录的高效调控。叶海峰团队表示:未来还可用光实现精准给药。极具应用潜能,简直是“生命之光”。
除上述几种技术外,近年来,国内科学家已多渠道取得突破。来自复旦大学的“时光派”科研团队成功利用NFL神经丝轻链技术,开发出50项縗老指标综合血检技术“时光尺”,因为可精准检测一个人患老年痴呆的概率,以及身体的真实縗老情况,获得马云旗下云锋基金投资。
在公共卫生及医疗水平进步下,人类寿命出现第一次飞跃,从二战后的平均寿40多岁提升至如今发达国家的80多岁,但这绝非终点。《百岁人生》一书中,经济学家琳达·格拉顿曾表示,“科技进步,使得人人百岁成为事实。”我们现在需要做的,不是担心这一技术能否实现,而是做点前瞻性的考虑,比如提前规划自己的百岁人生。二次寿命飞跃或许正在到来。