近日，一项发表在Cell Stem Cell杂志上的一篇研究报告中，来自芝加哥大学的研究人员通过研究克服了限制基因疗法的瓶颈，文章中，研究人员阐明了如何利用皮肤移植的方法来促进基因疗法治疗多种人类疾病。
图片来源：Wu Laboratory, University of Chicago
研究者Xiaoyang Wu博士表示，经过皮肤移植的基因疗法或能帮助有效治疗两种常见的疾病：2型糖尿病和肥胖症；这项研究中，研究人员设计出了具有完整免疫系统的小鼠—小鼠皮肤移植模型，这个平台或能支持在小鼠甚至在人类机体中进行安全和可持久的基因疗法；研究者表示，工程化的皮肤移植或能在完整免疫系统的野生型小鼠中存活时间较长，而且皮肤移植的成功率能够达到80%以上。
研究人员重点对糖尿病进行了相关研究，首先他们插入了编码胰高血糖素样肽1（GLP1）的基因，这种激素能够刺激胰腺分泌胰岛素，额外的胰岛素则会从血液中移除过量的葡萄糖，从而抑制疾病并发症的出现，GLP1也能够减缓胃排空的时间并且降低机体食欲。随后研究人员利用CRISPR工具对GLP1基因进行了修饰，当研究者插入能够延长血液中激素半衰期的突变后，就能够将修饰后的基因同抗体片段融合以便这些抗体能够在血液中循环较长时间。
同时研究者还加入了一种诱导启动子，其能够促进GLP1基因的表达进而产生更多GLP1肽类，当需要时研究者还会将这种启动子暴露于抗生素多西环素下，随后研究者就能够将基因插入皮肤细胞并且让这些细胞在培养基中生长；当将培养中的细胞暴露于实验室中的空气-液体界面时，细胞就会分层从而产生皮肤样的类器官，下一步，研究者将这种在实验室中生长的基因改良皮肤移植到完整免疫系统的小鼠机体中，小鼠并不会表现出对移植皮肤的任何排斥反应。
当小鼠摄入含有少量多西环素的食物时就会在血液中释放出剂量依赖水平的GLP1，这或许就会迅速增加小鼠机体血液中胰岛素的水平并且降低血糖的水平；当研究者给予正常或基因改良小鼠喂食高脂肪饮食时，其均会快速增加体重，随后变得肥胖；而当正常和基因改良小鼠在摄入高脂肪饮食同时再摄入不同水平的多西环素时，正常小鼠会长脂肪，而表达GLP1的小鼠则会表现出体重降低。GLP1的表达会降低血糖水平并且降低机体对胰岛素的耐受性。研究者表示，本文研究表明，利用诱导GLP1表达的皮肤基因疗法或能用作治疗或预防饮食诱导的肥胖及病理学表现，当将基因改良的人类细胞移植到免疫系统受限的小鼠机体中时也会表现出同样的效应，因此，这种用作GLP1分泌的皮肤基因疗法具有一定的实际意义和临床意义。
最后研究者Wu说道，我们认为这项经皮肤移植的基因疗法或能帮助治疗多种人类疾病，其能够用来运输治疗性的蛋白质，移除遗传缺陷人群机体中错误的蛋白质，比如血友病等，同时其还能作为一种代谢库，移除多种毒素类物质。皮肤祖细胞具有多种特性，非常适合进行基因疗法，而且人类皮肤也是机体中最大最可用的器官，非常容易进行监测。如果有必要的话，移植的皮肤也能够被很快移除，皮肤细胞能够快速增殖并且被移植，而且这种操作也是非常安全、创伤性较小且价格并不高。
原始出处：Jiping Yue, Xuewen Gou, Yuanyuan Li, et al. Engineered Epidermal Progenitor Cells Can Correct Diet-Induced Obesity and Diabetes, Cell Stem Cell (2017). DOI: 10.1016/j.stem.2017.06.016
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