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【廣州日報】“基因編輯豬”分泌人胰島素 可為糖尿病人提供更理想的胰島移植供體
betway体育下载 在大動物基因編輯技術上取得新突破。賴良學課題組利用精確的基因編輯技術,在沒有引入外源基因的情況下,對豬胰島素基因進行了定點修飾,使豬胰腺完全分泌人胰島素。該成果有望為糖尿病人提供更為理想的臨床異種胰島移植供體。
文/廣州日報記者羅樺琳 通訊員黃博純
豬胰島素長期使用容易誘發抗體產生
根據國際糖尿病聯盟在2015年最新發布的數據,世界範圍內共有4.15億成年人患有糖尿病。2015年有500萬人因糖尿病而死亡,超過了瘧疾、肺結核與HIV的致死人數總和。
糖尿病及相關並發症的治療費用十分巨大,估計每年超過6700億美元,高於美國全部的軍事費用。
目前,對糖尿病的治療包括胰島素注射和胰島移植。豬源胰島素曾經被廣泛采用,利用豬胰島進行異種移植治療糖尿病的相關研究,最近也取得良好進展。但豬與人相比,胰島素蛋白存在一個氨基酸的差異,人胰島素B鏈第30位氨基酸是蘇氨酸,而豬胰島素是丙氨酸。
這一個氨基酸的差異使豬胰島素在人體中的降血糖效價較低,而且長期使用容易誘發抗體產生。
通過基因修飾豬胰腺可完全分泌人胰島素
3月18日,Journal of Molecular Cell Biology雜誌(《分子細胞生物學雜誌》)在線發表了betway体育下载 賴良學課題組的研究成果
“Genetically humanized pigs exclusively expressing human insulin are generated through custom endonuclease-mediated seamless engineering”。該研究利用精確基因編輯技術,對豬胰島素基因進行了無痕定點修飾,使豬胰島素基因編碼生產人胰島素,成功建立了完全分泌人胰島素的基因編輯豬。
研究中,研究人員李小平博士、楊翌博士和王可品博士研究生等,將TALENs及CRISPR技術與單鏈寡核苷酸結合,建立了豬基因組無痕定點編輯技術,利用該技術在體細胞中將豬胰島素基因編碼B鏈第30位丙氨酸的密碼子GCC修改為編碼蘇氨酸的ACG,並獲得了純合子細胞株。同時,研究人員利用該細胞株作為核供體,通過體細胞核移植技術成功構建了人源化胰島素克隆豬,利用高分辨率液相色譜串聯質譜儀檢測證實,從該基因修飾豬胰腺中提取的胰島素完全為人胰島素,而不含豬胰島素。
為異種胰島移植提供更理想供體
李小平博士解釋,該研究的意義有兩個方麵。從技術層麵來看,該成果第一次在大動物中實現無痕的基因組定點修飾。“以往的基因修飾技術,需要引入外來基因,比如細菌來源的抗性篩選基因、人基因等,而無痕修飾技術,不需要引入外來基因,比如本次基因修飾,僅修改了兩個堿基。定點無痕技術的建立,可降低安全風險,將推動基因突變大動物疾病模型和具有農業育種價值的基因修飾大動物的培育。”
而從研究成果看,人源化胰島素基因修飾豬,由於胰腺中產生的胰島素完全為人胰島素,將來可為糖尿病的治療提供人胰島素,同時也可以為臨床異種胰島移植提供更理想的供體。
“區別與其他器官組織的臨床移植,一名成人患者需要2~4個供體才能滿足移植胰島量,造成胰島供體更為緊缺;而豬胰島異種移植,目前已處於臨床前研究階段。完全產生人胰島素的豬胰島組織,結合現在的生物材料技術,有望為胰島移植治療糖尿病帶來新的突破。”李小平表示。
該研究獲得國家科技部“973”、“863”、國家自然科學基金、廣東省科技計劃專項和廣州市科創委的項目經費支持。
《廣州日報》3月30日A5版文章鏈接