人造胰島β細(xì)胞研究取得重大突破

2017-05-24 來源：小番茄標(biāo)簽：掌上醫(yī)生喝茶減肥一天瘦一斤安全減肥 cps聯(lián)盟美容護(hù)膚

摘要：目前，對糖尿病的治療方法主要為口服降血糖藥物或注射胰島素，但是這種治療方法需要反復(fù)檢測血糖值和口服降血糖藥物及注射胰島素，給患者的生活帶來了極大的不便。

　　12月9日，Science發(fā)表了一篇來自瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)（ETHZürich）合成生物學(xué)大師MartinFussenegger教授實(shí)驗(yàn)室的一項(xiàng)關(guān)于人造胰島細(xì)胞治療糖尿病的突破性研究，該項(xiàng)技術(shù)有望在未來給糖尿病患者帶來福音。該項(xiàng)工作中，來自華東師范大學(xué)的葉海峰教授課題組也做了重要貢獻(xiàn)。

　　論文詳解：

　　隨著人類生活水平及生活習(xí)慣的改變，糖尿病日益成為了嚴(yán)重危險(xiǎn)人類健康的慢性疾病。據(jù)國際糖尿病聯(lián)合會(huì)（TheInternationalDiabetesFederation）的估計(jì)，到2040年，全球糖尿病患者將會(huì)超過6.4億人。目前，對糖尿病的治療方法主要為口服降血糖藥物或注射胰島素，但是這種治療方法需要反復(fù)檢測血糖值和口服降血糖藥物及注射胰島素，給患者的生活帶來了極大的不便。來自于瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)和華東師范大學(xué)的研究者們?nèi)斯ぴO(shè)計(jì)、合成了一種可以取代胰島β細(xì)胞的人造細(xì)胞（HEK-β），用來解決這一難題。

　　領(lǐng)導(dǎo)這一研究的為瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)生物系統(tǒng)工程學(xué)院的MartinFussenegger教授。他們利用人類的腎臟細(xì)胞（HEK-293細(xì)胞），利用最簡單、最直接的方法設(shè)計(jì)獲得了具有正常β細(xì)胞功能的人工HEK-β細(xì)胞。這個(gè)細(xì)胞可以直接感受血液中葡萄糖，當(dāng)血糖濃度超過一定閾值后，其可以分泌足夠的胰島素用來降血糖。目前，他們的研究成果發(fā)表在了國際頂級雜志Science上。

　　他們利用存在于HEK細(xì)胞膜上自然存在的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和鉀離子通道，并且結(jié)合電壓門控的鈣離子通道用來產(chǎn)生人工設(shè)計(jì)的胰島素或胰高血糖素樣肽（GLP-1），從而達(dá)到血糖調(diào)節(jié)的目的，其主要機(jī)制如下：存在于人工HEK-β細(xì)胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可以將血液中的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)；當(dāng)血液中的葡萄糖濃度達(dá)到一定閾值后，使得存在于人工HEK-β細(xì)胞膜上的鉀離子通道關(guān)閉，引起人工HEK-β細(xì)胞膜膜電位發(fā)生改變而引起鈣離子通道打開。由于鈣離子的內(nèi)流，觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)的聯(lián)級反應(yīng)，使得人工HEK-β細(xì)胞分泌胰島素或胰高血糖素樣肽（GLP-1），從而達(dá)到調(diào)控血糖的功能。

　　圖1：HEK-β細(xì)胞示意圖：細(xì)胞外的葡萄糖觸發(fā)了依賴于糖酵解途徑的膜電位去極化，激活了電壓門控的鈣離子通道，引起大量鈣離子內(nèi)流，引發(fā)胞內(nèi)鈣離子信號(hào)通路的聯(lián)級反應(yīng)，從而調(diào)節(jié)PNAFT表達(dá)胰島素的分泌。

　　之后，研究者們將人工HEK-β細(xì)胞移植到糖尿病模型鼠中,其展現(xiàn)出了極好的功效，移植的人工HEK-β細(xì)胞在糖尿病小鼠體內(nèi)穩(wěn)定地工作了3周，產(chǎn)生了足夠的胰島素用來維持小鼠血糖的穩(wěn)定。該部分研究工作主要是由來自中國華東師范大學(xué)的葉海峰研究員負(fù)責(zé)完成。MartinFussenegger教授說：“他們的治療效果比目前世界上任何一種治療糖尿病的方法都好以及作用時(shí)間更長”。

　　圖2：人工HEK-β細(xì)胞移植到1型糖尿病模型鼠中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

　　這種新型治療糖尿病的技術(shù)或許不久的將來會(huì)運(yùn)用到臨床治療上，但是在此之前，他們將花費(fèi)至少幾年的時(shí)間來接受不同的臨床實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證其效果和安全性。研究者認(rèn)為：這種人工設(shè)計(jì)的HEK-β細(xì)胞在制備方法上非常簡便，其功能效果也非常穩(wěn)定，細(xì)胞的冷凍復(fù)蘇都不會(huì)影響其生物學(xué)功能，為以后糖尿病臨床治療的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　注：MartinFussenegger教授于2016年初被聘為華東師范大學(xué)榮譽(yù)教授。本文第一作者M(jìn)ingqiXie博士目前被聘為葉海峰研究員課題組兼職臨時(shí)科研人員。

　　據(jù)悉，今年四月份MartinFussenegger教授受聘為華東師范大學(xué)榮譽(yù)教授。MartinFussenegger教授目前發(fā)表SCI論文240余篇，擁有20多項(xiàng)發(fā)明專利。尤其是近5年，連續(xù)在Nature、Science、NatureBiotechnology、NatureMethods、ScienceTranslationalMedicine,NatureCommunications、MolecularCell、PNAS等國際一流頂級刊物發(fā)表學(xué)術(shù)論文。其研究成果被多家國際學(xué)術(shù)媒體廣泛報(bào)道，得到國際同行專家廣泛認(rèn)可。其哺乳動(dòng)物細(xì)胞合成生物學(xué)研究在國際上處于絕對領(lǐng)先地位。

　　MartinFussenegger教授，不僅在學(xué)術(shù)上具有重要貢獻(xiàn)，而且具有很高國際社會(huì)地位。作為歐洲動(dòng)物細(xì)胞技術(shù)協(xié)會(huì)（ESACT）主席的他，組織了30多場國際學(xué)術(shù)會(huì)議，并被邀請做學(xué)術(shù)報(bào)告演講多達(dá)160余次。他還擔(dān)任了10余家學(xué)術(shù)期刊的編輯及編委，如Biotechnology&Bioengineering、JournalofBiotechnology、SystemsandSyntheticBiology、ACSSyntheticBiology、CurrentOpinioninChemicalBiology等。此外。他還擔(dān)任近30家學(xué)術(shù)期刊的審稿人，主要有：Cell、Nature、NatureBiotechnology、Naturemethods、NatureChemicalBiology、NatureCommunications、NatureProtocols和PNAS等期刊。為了使其研究成果應(yīng)用于實(shí)踐，更好的促進(jìn)生命科學(xué)的發(fā)展，他與人合資，共同創(chuàng)辦了CistronicsCellTechnologyGmbH、CistronicsAntiinfectivesAG和BioVersysAG三家生物技術(shù)公司。

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本品主要用于治療兒童和成人的下列疾?。?1．β-溶血鏈球菌、肺炎雙球菌、嗜血流感桿菌引起的輕度或中度的呼吸道感染。 2．β-溶血鏈球菌、肺炎雙球菌引起的輕度或中度的下呼吸道感染。 3．肺炎支原體引起的呼吸道感染。 4．百日咳桿菌引起的百日咳：紅霉素可有效消除患者咽喉部的百日咳病菌，臨床研究表明紅霉素能夠預(yù)防易感人群感染百日咳。 5．白喉：白喉是由于白喉?xiàng)U菌產(chǎn)生毒素所致，紅霉素可以預(yù)防

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調(diào)節(jié)全身代謝，恢復(fù)細(xì)胞活力，改善心血管功能，健腦健身，延緩衰老，扶正固本。用于冠心病、高脂血癥、腦動(dòng)脈硬化、老年性視力減退。對甲狀腺機(jī)能減退和慢性老年性支氣管炎有輔助治療作用。

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適用于治療有乙型肝炎病毒活動(dòng)復(fù)制癥狀，并伴有血清氨基酸轉(zhuǎn)移酶（ALT或AST）持續(xù)升高或肝臟組織學(xué)活動(dòng)性病變的肝功能代償?shù)某赡曷砸倚透窝谆颊摺?/p> 健客價(jià)：￥113

?？虅谶m用于治療下列敏感菌株引起的感染：中耳炎：由肺炎雙球菌、流感嗜血桿菌、葡萄球菌、化膿性鏈球菌(A組β溶血性鏈球菌)和卡他莫拉氏菌引起。下呼吸道感染(包括肺炎)：山肺炎雙球菌、流感嗜血桿菌?；撔枣溓蚓?A組溶血性鏈球菌)和卡他莫拉氏菌引起。上呼吸道感染(包括咽炎和扁桃體炎)：由化膿性鏈球菌(A組溶血性鏈球菌)和卡他莫拉氏菌引起。注：青霉素是治療和預(yù)防鏈球菌感染(包括預(yù)防風(fēng)

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高血糖的病機(jī)主要在于陰津虧損，燥熱偏盛，而以陰虛為本，燥熱為標(biāo)，兩者互為因果，陰愈虛則燥熱愈盛，燥熱越盛則陰愈虛。高血糖進(jìn)一步發(fā)展易引起下肢動(dòng)脈硬化，此時(shí)尚是糖尿病足早期，在服用降血糖藥物的同時(shí)，配合足浴外用有一定的效果。本方桂枝、丹參活血通經(jīng)，忍冬藤清熱解毒，黃芪利尿托毒，乳香、沒藥活血止痛?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明：桂枝、丹參、乳香、沒藥等均具有改善周圍血液循環(huán)、抗炎、鎮(zhèn)痛等作用，忍冬藤具有抗菌消炎

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1．本品用于單純飲食控制及體育鍛煉治療無效的2型糖尿病，特別是肥胖的2型糖尿病。 2．對于1型或2型糖尿病，本品與胰島素合用，可增加胰島素的降血糖作用，減少胰島素用量，防止低血糖發(fā)生； 3．本品也可與磺脲類口服降糖藥合用，具協(xié)同作用。

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本品與皮質(zhì)類固醇和/或其它免疫抑制劑及治療措施聯(lián)用，可防止器官移植（腎移植、心臟移植及肝移植）病人發(fā)生的排斥反應(yīng)。并可減少腎移植患者對皮質(zhì)類固醇的需求。通常本品與皮質(zhì)類固醇和/或其它免疫抑制劑及治療措施聯(lián)用或單獨(dú)使用，對下列患者的治療可取得臨床療效（包括皮質(zhì)類固醇減量）。嚴(yán)重的類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎；系統(tǒng)性紅斑狼瘡；皮肌炎；自身免疫性慢性活動(dòng)性肝炎；自發(fā)性血小板減少性紫癜。

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