糖尿病逆转小鼠基因编辑干细胞来自患者
使用诱导多能干细胞产生的皮肤病人罕见,胰岛素依赖型糖尿病的遗传形式称为Wolfram综合症,研究人员改变了人类干细胞成胰岛素生产细胞和基因编辑工具使用CRISPR-Cas9纠正基因缺陷所引起的综合症。然后将细胞植入实验室老鼠和治愈的糖尿病的老鼠。
结果,从圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员,建议CRISPR-Cas9技术将承诺作为治疗糖尿病,特别是形式引起的单基因突变总有一天,也可能是有用的在一些更常见的形式的糖尿病患者,如1型和2型。
这项研究在线发表在《华尔街日报》4月22日科学转化医学。
Wolfram综合症患者患糖尿病在儿童时期或青少年,很快就需要胰岛素替代疗法,需要每天多次注射胰岛素。大多数继续发展愿景和平衡问题,以及其他问题,在许多病人,综合症会导致过早死亡。
“这是第一次CRISPR被用来修复患者的diabetes-causing遗传缺陷并成功逆转糖尿病”,文章的第二研究员Jeffrey r . Millman博士,医学助理教授,华盛顿大学生物医学工程。“在这项研究中,我们使用细胞从Wolfram综合症患者,因为从概念上讲,我们知道这将是更容易纠正单个基因缺陷引起的。但是我们认为这是一个垫脚石基因疗法应用到更广泛的人群的糖尿病患者。”
Wolfram综合症是由单个基因突变,提供研究人员有机会确定干细胞技术结合CRISPR纠正基因的突变所造成的误差也可能正确的糖尿病。
几年前,米尔曼和他的同事们发现如何转换人类干细胞成胰腺β细胞。当这些细胞遇到血糖,他们分泌胰岛素。最近,这些研究人员开发出一种新技术来更有效地将人类干细胞转化为β细胞要更好地控制血糖。
在这项研究中,他们把这些细胞产生的额外步骤从病人和使用CRISPR-Cas9基因编辑工具对这些细胞来纠正基因的突变导致Wolfram综合症(WFS1)。然后,研究人员比较了gene-edited细胞分泌β细胞相同的批干细胞与CRISPR未经编辑。
试管和老鼠一种严重的糖尿病患者,新种植的,更有效地与CRISPR编辑β细胞分泌胰岛素对葡萄糖的反应。糖尿病迅速消失与CRISPR-edited细胞植入小鼠在皮肤之下,和动物的血糖水平保持在正常范围为整个六个月他们监控。动物收到未经审查的β细胞仍然是糖尿病。新植入的β细胞能产生胰岛素,就不足以扭转他们的糖尿病。
“我们基本上能够使用这些细胞来治疗这个问题,使正常的β细胞通过纠正这种突变,“说文章的第二调查员Fumihiko铀源,医学博士,博士,医学教授塞缪尔·e·Schechter和病理学和免疫学教授。“这是一个概念证明证明纠正基因缺陷导致或促进糖尿病这种情况下,Wolfram综合症基因我们可以使β细胞中更有效地控制血糖。也有可能通过纠正这些细胞的遗传缺陷,我们可以正确的其他问题Wolfram综合症患者的经验,如视力损害和神经退化。”
在未来,正确使用CRISPRβ细胞中的某些基因突变可以帮助患者糖尿病是多个基因和环境因素的结果,如1型、自身免疫过程造成的破坏β细胞,和2型,与肥胖密切相关和系统性的过程被称为胰岛素抵抗。
“我们对此项研究倍感兴奋,我们可以把这两个technologies-growing从诱导β细胞多能干细胞并利用CRISPR正确的遗传缺陷,”米尔曼说。“事实上,我们发现,纠正β细胞的β细胞是干细胞的健康人没有糖尿病。”
向前移动,使β细胞的干细胞会容易的多,研究人员说。例如,科学家开发出低侵入性的方法,使诱导多能干细胞从跟血他们正致力于开发干细胞从尿液样本。
铀源说,“在未来,我们可能会花几毫升尿液的病人,使干细胞,然后我们可以成长为β细胞,正确的突变与CRISPR这些细胞,移植回病人,在我们的诊所和治疗糖尿病。患者的基因测试糖尿病将指导我们应该纠正识别基因,这将导致一个个性化的再生基因疗法”。
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