Nature子刊：通过电流刺激基因表达，激活人类细胞产生胰岛素

来源：生物世界 2023-08-07 16:01

可穿戴电子设备被用于监控健康参数，如体力活动和血糖水平，但它们现在还不能用于直接改变基因活动。能控制基因表达的设备可能有利于涉及激活或沉默特定基因的医疗干预，例如增加体内特定激素的产生。

可穿戴电子设备被用于监控健康参数，如体力活动和血糖水平，但它们现在还不能用于直接改变基因活动。能控制基因表达的设备可能有利于涉及激活或沉默特定基因的医疗干预，例如增加体内特定激素的产生。

近日，巴塞尔大学、苏黎世联邦理工大学的研究人员在Nature Metabolism 期刊发表了题为：An electrogenetic interface to program mammalian gene expression by direct current 的研究论文。

该研究开发了一种“电遗传”界面——直流电-激发调控技术（DART），进而验证了电流可以在改造的人类细胞里激活基因表达，在概念验证研究中的糖尿病小鼠模型里，该系统可激发工程改造的人类细胞生产胰岛素。这些发现或让我们向生产出能编程活细胞的可穿戴设备迈进了一步。

在这项研究中，研究团队对可以用电流控制的人类细胞基因表达做了概念验证。他们开发了一个“电遗传”界面，称之为直流电-激发调控技术（DART），可以用电池直流电供能，并设计了一个人类细胞内在感应系统，激活选定基因。这个系统可侦测到电极产生的离子所产生的活性氧（ROS）。

研究团队随后使用这一技术改造人类细胞，经电刺激激活胰岛素基因的表达，随后将细胞放入凝胶胶囊在小鼠中测试。凝胶胶囊植入五只1型糖尿病雄性小鼠的背部，研究团队每日一次用针灸针向其输送4.5伏的电刺激10秒，发现这一刺激了胰岛素产生，恢复了正常血糖水平。

研究团队认为，这一电遗传界面或能帮助未来以基因和细胞为基础的疗法。