Science子刊通过基因编辑，逆转糖尿病

在最新一项研究中，研究人员从患有罕见的遗传性胰岛素依赖型糖尿病的患者的皮肤中采集细胞，生成诱导多能干细胞，进而转化为产生胰岛素的细胞，之后通过基因编辑工具CRISPR-Cas9，校正导致该综合征的遗传缺陷，结果证明将细胞植入实验室小鼠后，逆转了糖尿病！

这一发现公布在4月22日的 Science Translational Medicine杂志上。发现表明，CRISPR-Cas9技术有望用于治疗糖尿病，尤其是由单一基因突变引起的糖尿病形式，未来也有可能用于治疗一些较常见糖尿病患者，例如1型和2型。

文章作者，华盛顿大学医学与生物医学工程学助理教授Jeffrey R. Millman博士说：“这是CRISPR被首次用于修复导致患者糖尿病的遗传缺陷，并成功逆转糖尿病。在这项研究中，我们使用了Wolfram综合征患者的细胞，因为从概念上讲，这样更容易纠正单个基因引起的缺陷。不过我们认为这是向更广泛的人群应用基因治疗的垫脚石。”Wolfram综合症是由单个基因的突变引起的，为研究人员提供了一个机会确定将干细胞技术与CRISPR结合使用，纠正遗传错误是否也可以纠正由突变引起的糖尿病。

几年前，Millman和他的同事们发现了如何将人类干细胞转化为胰腺β细胞。在此基础上，这些研究人员开发了一种新技术，可以将人类干细胞更有效地转化为能够更好地控制血糖的β细胞。

在这项研究中，他们从患者那里获得这些细胞，并在这些细胞上使用CRISPR-Cas9基因编辑工具来纠正导致Wolfram综合征（WFS1）的基因突变。然后，研究人员将基因编辑的细胞与同一批未经CRISPR编辑的分泌胰岛素的β细胞进行了比较。

结果表明，在试管中和患有严重糖尿病的小鼠中，用CRISPR编辑的新生长β细胞可以更有效地分泌葡萄糖。植入皮肤下的CRISPR编辑细胞使小鼠的糖尿病迅速消失，在监测的整个六个月中，动物的血糖水平均保持在正常范围内。接受未经编辑的β细胞的小鼠仍患有糖尿病，它们新植入的β细胞可以产生胰岛素，但不足以逆转糖尿病。

将来也许可以使用CRISPR来纠正β细胞中的某些突变，帮助那些患有多种遗传和环境因素（例如1型是由破坏β细胞的自身免疫过程引起的糖尿病）和2型糖尿病的患者。Millman说：“将这两种技术结合在一起，这让我们感到非常兴奋——从诱导多能干细胞中生长出β细胞，以及使用CRISPR来纠正遗传缺陷。” “实际上，我们发现校正后的β细胞与没有糖尿病的健康人的干细胞制成的β细胞没有区别。”展望未来，由干细胞制造β细胞的过程将变得更加容易。例如，科学家已经开发出较少侵入性的方法，从血液中诱导出多能干细胞，他们正在研究从尿液样本中提取干细胞。

作者说：“将来，我们也许可以从患者那里收集几毫升尿液，制成干细胞，然后将其诱导成β细胞，通过CRISPR纠正细胞中的突变，移植回患者，进行个体化治疗。”

原文标题：

Maxwell KG, Augsornworawat P, Velazco-Cruz L, Kim MH, Asada R, Hogrebe NJ, Morikawa S, Urano F, Millman JR. Gene-edited human stem cell-derived ß cells from a patient with monogenic diabetes reverse pre-existing diabetes in mice. Science Translational Medicine, published online April 22, 2020.