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Cell子刊:华东师大叶海峰课题组发表肝源性糖尿病治疗新策略

摘要 : 2016年12月23日,国际著名学术杂志《Cell》子刊《Molecular Therapy》杂志在线发表了华东师范大学生命学院叶海峰研究员课题组题为“A synthetic biology-inspired therapeutic strategy for targeting and treating hepatogenous diabetes”的研究成果

 2016年12月23日,国际著名学术杂志《Cell》子刊《Molecular Therapy》杂志在线发表了华东师范大学生命学院叶海峰研究员课题组题为“A synthetic biology-inspired therapeutic strategy for targeting and treating hepatogenous diabetes”的研究成果,研究报道了研究人员利用合成生物学的策略设计构建了一种中药成份(齐墩果酸,OA)调控的基因环路,可用于肝源性糖尿病的协同治疗,该技术为肝源性糖尿病的临床治疗提供了新思路和新策略。

肝源性糖尿病是一种复合性疾病,II型糖尿病和多种形式慢性肝病同时伴发,且相互影响,并导致恶性循环。目前很多治疗糖尿病的药物会给肝脏带来较大的代谢负担,因此对肝脏本身可能有一定损伤。所以常规的用于糖尿病治疗的药物疗法,往往不能兼顾糖尿病与肝脏疾病并发的复杂情况。理想的治疗药物是对肝脏起到保护作用且同时能治疗糖尿病。齐墩果酸是植物界广泛分布的一种天然三萜类化合物,已经在我国批准并用于临床的非处方类保肝药物,其安全性以及良好的肝保护作用已经得到医学界一致认可。因此,利用合成生物学手段设计合成齐墩果酸调控的转基因表达控制系统并用于肝源性糖尿病治疗将是一种不错的选择。

研究人员为了实现肝源性糖尿病协同治疗的目的,他们利用合成生物学的策略,设计构建了一种基因环路,用于协同治疗这种典型的II型糖尿病与多种肝脏类疾病并发的复杂病症。这是该研究团队继12月9日在Science发表的“人造胰岛β细胞治疗糖尿病”和12月19日在Nature Biomedical Engineering杂志发表“智能胰岛素传感器治疗糖尿病”之后,第三篇针对糖尿病全新治疗策略的研究成果。

他们在研究工作中通过合成生物学方法设计的基因环路,将齐墩果酸(OA)的药理学活性和胰高血糖素样肽(shGLP-1)的改善胰岛素抵抗、改善肝功能、改善胰腺功能完美地集合起来。经过优化的基因环路,经OA诱导可以精准调shGLP-1的表达,使得肝源性糖尿病模型小鼠的糖耐受、胰岛素抵抗、高血糖症、脂代谢紊乱以及肝功能紊乱等多种代谢异常症状同时得到有效改善。

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基于合成生物学手段协同治疗肝源性糖尿病示意图

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齐墩果酸调控shGLP-1表达的人工细胞在肝源性糖尿病模型鼠中的长期治疗效果

原文链接:

A synthetic biology-inspired therapeutic strategy for targeting and treating hepatogenous diabetes

原文摘要:

Hepatogenous diabetes is a complex disease that is typified by the simultaneous presence of type 2 diabetes and many forms of liver disease. The chief pathogenic determinant in this pathophysiological network is insulin resistance (IR), an asymptomatic disease state in which impaired insulin signaling in target tissues initiates a variety of organ dysfunctions. However, pharmacotherapies targeting IR remain limited and are generally inapplicable for liver disease patients. Oleanolic acid (OA) is a plant-derived triterpenoid that is frequently used in Chinese medicine as a safe but slow-acting treatment in many liver disorders. Here, we utilized the congruent pharmacological activities of OA and glucagon-like-peptide 1 (GLP-1) in relieving IR and improving liver and pancreas functions and used a synthetic-biology-inspired design principle to engineer a therapeutic gene circuit that enables a concerted action of both drugs. In particular, OA-triggered short human GLP-1 (shGLP-1) expression in hepatogenous diabetic mice rapidly and simultaneously attenuated many disease-specific metabolic failures, wheras OA or shGLP-1 monotherapy failed to achieve corresponding therapeutic effects. Collectively, this work shows that rationally engineered synthetic gene circuits are capable of treating multifactorial diseases in a synergistic manner by multiplexing the targeting efficacies of single therapeutics.

来源: Molecular Therapy 浏览次数:0

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