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基因疗法又添新用途!有望治疗糖尿病!

  日期:2018-01-11  来源:中国基因测序产业网


I型糖尿病,又名胰岛素依赖型糖尿病,是一种自身免疫系统缺陷病。多发生在儿童和青少年,起病比较急剧,因体内胰岛素绝对不足,容易发生酮症酸中毒,必须用胰岛素治疗才能获得满意疗效,否则将危及生命。近期研究表明基因治疗有望解决这一顽疾。


治疗1型糖尿病的成功策略需要恢复被免疫系统破坏的胰腺β细胞的功能,并克服胰岛素产生细胞的进一步破坏。研究人员注入了携带伴随Pdx1和MafA表达的腺病毒,通过胰管将α细胞重编程为功能性β细胞,并在β细胞 - 毒素诱导的糖尿病小鼠和自身免疫性非肥胖糖尿病(NOD)小鼠中恢复了他们的血糖水平。在重建自身免疫性糖尿病之前,毒素诱导的糖尿病小鼠和新胰岛素+细胞中的血糖正常持续存在于自身免疫NOD小鼠中4个月。该基因治疗策略还诱导毒素处理的人类胰岛中的α至β细胞转化,其在移植后恢复NOD / SCID小鼠中的血糖水平。因此,这种策略可能代表了一种新的治疗方法,可用于补充免疫抑制,以增强内源性胰岛素的产生。此研究为进一步研究人类1型糖尿病提供了一个潜在的基础。


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图1 I型糖尿病小鼠模型基因治疗步骤


1型糖尿病是一种慢性疾病,其中免疫系统攻击和破坏胰腺中产生胰岛素的β细胞,导致高血糖水平。 “Cell Stem Cell ”1月4日发表的一项研究表明,在糖尿病小鼠中,基因治疗方法可以延长功能性β细胞的长期生存期以及长时间的正常血糖水平。 研究人员使用腺相关病毒(AAV)载体将两种蛋白质Pdx1和MafA递送到小鼠胰腺中,Pdx1和MafA将丰富的α细胞重编程为功能性的产生胰岛素的β细胞。


匹兹堡大学医学院的高级研究作者George Gittes说:“这项研究基本上可在临床上实现的,通过该技术对自身免疫性糖尿病的简单单一干预,可恢复其正常的血糖,重要的是没有免疫抑制。 在可预见的未来,1型和2型糖尿病患者的临床试验是相当现实的,因为糖尿病逆转效果令人印象深刻,同时患者进行AAV基因治疗也具有可行性”。


全世界大约有9%的成年人患有糖尿病,这会导致严重的健康问题,如心脏病,神经损伤,眼睛疾病和肾脏疾病。糖尿病治疗的一个基本目标是保存和恢复功能性β细胞,从而补充称为胰岛素的激素水平,其将血糖转移到细胞中以促进其能量需求。但在1型糖尿病患者中,β细胞替代疗法很可能注定失败,因为新细胞可能成为破坏原始细胞的同一自身免疫的受害者。


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图2  AAV-PM的导管内输注矫正ALG诱导的GCG-Cre中的高血糖症


这个问题的一个可能的解决方案是将其他细胞类型重新编程成功能性的β样细胞,其可以产生胰岛素但是不同于β细胞,因此不被免疫系统识别或攻击。为了探索这种方法的可行性,匹兹堡大学医学院的Gittes设计了一种AAV载体,用于递送称为Pdx1和MafA的小鼠胰腺蛋白质,它们支持β细胞的成熟,增殖和功能。目标是从胰腺α细胞产生功能性β样细胞,这可能是β细胞替代的理想来源。例如,α细胞丰富,类似于β细胞,处于正确的位置,所有这些都可以促进重编程。


通过比较正常β细胞和源自α细胞的产生胰岛素的细胞的基因表达模式,研究人员证实了近乎完整的细胞重编程。这种基因治疗方法在糖尿病小鼠中恢复了其正常的血糖水平,通常约持续四个月,新产生胰岛素的细胞几乎全部来自α细胞。而且,该策略成功地从人类α细胞中产生功能性的产生胰岛素的细胞。


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图3 新生的可分泌胰岛素的细胞均来自α细胞


Gittes说:“病毒基因疗法似乎创造了这些新的产生胰岛素的细胞,这些细胞对自身免疫攻击相对有抵抗力。 “这种抵抗似乎是由于这些新细胞与正常胰岛素细胞稍有不同,以至于免疫系统不能很好地发挥作用。 这种方法的几个特点可以移植到人类身上。 首先,本研究中使用的AAV载体目前正在进行各种人类基因治疗试验。 此外,病毒载体可以通过常规进行的非手术内窥镜程序直接递送至人类胰腺; 然而,这个程序可引起胰腺炎症。 另外,不需要免疫抑制,所以患者可以避免相关的副作用,如感染风险增加。


然而,令人困扰的是小鼠最终会回到糖尿病状态,这表明这种治疗方法不能代替该疾病目前的治疗方法。 Gittes说:“对小鼠复发性糖尿病的保护并不是永久性的,尽管一些研究表明该在小鼠体内会加速进行,所以在小鼠中4个月可能会转化为人类的几年。目前,研究人员正在灵长类动物测试他们的方法。 Gittes说:“如果我们能够在非人类的灵长类动物中取得疗效,我们将开始与FDA合作,获得在1型和2型糖尿病患者中使用这种病毒基因疗法的批准”。



本文来源于:转化医学网



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