新型细胞疗法开关来了！一张贴片，开启糖尿病精准治疗

学术经纬 · 公众号 · 医学 · 2025-02-18 08:02

正文

▎药明康德内容团队编辑

如今，细胞疗法正逐渐成为精准医疗的重要组成部分。然而，如何精确、可逆地控制改造后的细胞在恰当的时间与地点释放治疗性蛋白质，一直是科学家面临的挑战。

在最近的一篇《自然-生物医学工程》论文中，苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）的Martin Fussenegger教授团队取得了突破性进展。他们 开发了一种新型细胞疗法开关，能够通过硝酸甘油贴片来控制细胞释放治疗性蛋白质，从而为糖尿病等慢性疾病的治疗提供了新的可能性。

细胞疗法的核心思想是通过改造人体细胞，赋予它们特定的功能，然后将这些细胞植入体内，用于治疗疾病。例如，糖尿病患者体内的胰岛素调节机制失效，导致血糖水平失控。而细胞疗法可以通过植入经过基因改造的细胞，模拟人体的调节机制，实现更精准的治疗。

为了控制治疗性蛋白质的精准生产与释放，科学家们开发了各种“基因开关”，这些开关可以通过外部刺激（如光、电、声音等）来激活细胞内的基因调控网络。而Fussenegger教授团队设计的新型开关，来自我们非常熟悉的 硝酸甘油 。

硝酸甘油是一种已有130多年历史的药物，常用于治疗心绞痛等心脏疾病。硝酸甘油在体内转化为一氧化氮（NO），进而扩张血管、增加血流，而线粒体醛脱氢酶催化了该反应中的关键环节。

在这项研究中，研究团队将改造后的人类肾脏细胞植入小鼠皮下，这些细胞包含了人 线粒体醛脱氢酶 ，能够将硝酸甘油转化为NO。为了开启对血糖的调控， 研究团队在相应位置的皮肤上贴上了“开关”——硝酸甘油贴片，从而将硝酸甘油快速释放至皮肤中。 在这里，硝酸甘油遇到经过改造的人类肾脏细胞，并在线粒体醛脱氢酶的催化下转化为NO。

随后，NO会促使细胞产生并释放GLP-1，进而促进胰腺β细胞释放胰岛素，调节血糖水平。GLP-1还会引发饱腹感，从而减少食物摄入量。值得一提的是，NO会在几秒钟内分解，因此只会对局部区域造成影响。

▲研究机制示意图 （图片来源：参考资料[1]）

在实验中，研究团队将改造后的细胞植入患有2型糖尿病的肥胖小鼠体内，并在其皮肤上贴上硝酸甘油贴片。结果， 贴片能够精确、可逆地控制GLP-1的产生，并在35天的实验期内有效恢复了小鼠的血糖水平，且没有影响心率和血压。 这一结果表明，这种基于硝酸甘油的细胞疗法开关具有巨大的临床应用潜力。

研究团队表示，这种新型开关的独特之处在于，它完全由人类自身的成分构成，不包含任何来自其他物种的组件。因此，这种开关不会引发自身免疫反应或干扰人体的自然过程。

在研究团队看来， 这种细胞疗法开关的应用范围远不止糖尿病，还可以用于治疗其他代谢性疾病、自身免疫疾病，甚至是神经退行性疾病。 未来，这种基于基因开关、能够以更接近人体机制的方式解决问题的细胞疗法，有望成为治疗多种慢性疾病的重要手段。

参考资料：

[1] Mahameed, M., Xue, S., Danuser, B. et al. Nitroglycerin-responsive gene switch for the on-demand production of therapeutic proteins. Nat. Biomed. Eng (2025). https://doi.org/10.1038/s41551-025-01350-7

[2] A new switch for the cell therapies of the future. Retrieved Feb. 17, 2025 from https://www.eurekalert.org/news-releases/1073739

本文来自药明康德内容微信团队，欢迎转发到朋友圈，谢绝转载到其他平台。如有开设白名单需求，请在“学术经纬”公众号主页回复“转载”获取转载须知。其他合作需求，请联系[email protected]。

免责声明：药明康德内容团队专注介绍全球生物医药健康研究进展。本文仅作信息交流之目的，文中观点不代表药明康德立场，亦不代表药明康德支持或反对文中观点。本文也不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导，请前往正规医院就诊。

更多推荐

新型细胞疗法开关来了！一张贴片，开启糖尿病精准治疗

正文

请到「今天看啥」查看全文