2020年5月29日Science报道，瑞士苏黎世联邦理工大学等国际研究团队利用合成生物学方法工程化改造人胰岛β细胞，实现了对胰岛素合成和释放的精准调控。该研究展示了合成生物学在远程控制细胞功能方面的潜力，这也是生命科学领域首次直接以电信号为媒介远程精准调控哺乳动物细胞基因表达和功能释放，有望为个性化医疗创造更多新的可能。
根据细胞通过电压依赖性离子通道实现对电刺激作出反应，研究者将电压门控钙通道与向内整流的钾离子通道进行组合，对胰腺β细胞进行工程化改造，得到了对葡萄糖敏感性缺陷同时具有囊泡胰岛素分泌功能的单克隆胰腺β细胞。研究证明工程化β细胞可使胰岛素积聚在囊泡中，依赖于电刺激引发的膜去极化从细胞内储存小泡中快速释放胰岛素，同时不响应葡萄糖浓度的变化。而且工程细胞在刺激开始的10分钟内即可达到分泌高峰，实现电调控胰岛素快速释放的目标。
研究者将工程化β细胞包裹在可以皮下植入的电刺激装置中，在I型糖尿病小鼠模型的治疗应用中，该体系可以重复使用数周。利用无线供电元件诱发电刺激，主动调节工程β细胞中所储备胰岛素的分泌，并且在数分钟内即可抵消血糖浓度的波动。
吴晓燕 编译自https://www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200528161059.htm
原文链接：https://science.sciencemag.org/content/368/6494/993
原文标题：Electrogenetic cellular insulin release for real-time glycemic control in type 1 diabetic mice
