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移植的棕色脂肪細胞有望治療肥胖和糖尿病

移植棕色脂肪細胞可能是治療肥胖和糖尿病的一種有前景的方法; 男人正在測量他的腰圍
  • HUMBLE(人類棕色樣)脂肪細胞是白色脂肪細胞,經過基因改造,與燃燒能量的棕色脂肪細胞相似,可減少肥胖和糖尿病。

  • 在這項研究中,接受移植的小鼠看到 HUMBLE 細胞發育成功能與自身棕色脂肪細胞非常相似的細胞。

  • 接受移植的小鼠體重和葡萄糖代謝有所改善,降低了罹患第 2 型糖尿病的風險。

本文發表在喬斯林糖尿病中心新聞: 

肥胖是第 2 型糖尿病和相關慢性疾病的主要原因,今年這些疾病在全球造成的死亡人數將比 Covid-19 冠狀病毒造成的死亡人數還要多。 喬斯林糖尿病中心的科學家們已經為一種針對這種危險疾病的新型細胞療法提供了概念證明。

Joslin's 資深研究員 Yu-Hua Tseng 博士表示,肥胖症的潛在療法將移植 HUMBLE(人類棕色樣)脂肪細胞,這種人類白色脂肪細胞經過基因改造,變得類似於產生熱量的棕色脂肪細胞。綜合生理學和代謝部分。

《科學轉化醫學》論文的資深作者 Tseng 表示,棕色脂肪細胞會燃燒能量,而不是像白色脂肪細胞那樣儲存能量。 在此過程中,棕色脂肪可以降低血液中與糖尿病等代謝疾病相關的過量葡萄糖和脂質水平。

然而,超重或肥胖的人往往體內這種有益的棕色脂肪較少,這是 HUMBLE 細胞旨在克服的障礙,Tseng 說。

她和她的同事從祖細胞階段(尚未完全發育成最終脂肪形式)的人類白色脂肪細胞中創建了細胞。 研究人員使用 CRISPR-Cas9 基因組編輯系統的一個變體來增強 UCP1 基因的表達,該基因會觸發白色脂肪細胞祖細胞發育成棕色脂肪樣細胞。

哈佛醫學院醫學教授 Tseng 表示,這些 HUMBLE 祖細胞被移植到缺乏免疫系統的小鼠體內後,發育成功能非常類似小鼠自身棕色脂肪細胞的細胞。

她的團隊將這些細胞的移植物與高脂飲食小鼠體內的原始白色脂肪細胞進行了比較。 接受 HUMBLE 移植的小鼠表現出更高的胰島素敏感性和清除血液中葡萄糖的能力(2 型糖尿病受損的兩個關鍵因素)。

此外,接受 HUMBLE 移植的小鼠體重比移植白色脂肪細胞的小鼠輕,與接受棕色脂肪細胞的小鼠體重保持在同一範圍內。

也許令人驚訝的是,喬斯林的科學家證明,這些益處主要是由於移植細胞向小鼠內源性(現有的)棕色脂肪細胞發出的信號所致。 「不同組織中的細胞相互溝通,」曾說。 「在這種情況下,我們發現移植的 HUMBLE 細胞會分泌一種稱為一氧化氮的分子,它由紅血球攜帶到內源性棕色細胞並激活這些細胞。”

Tseng 表示,如果 HUMBLE 技術繼續在臨床前研究中得到證實,最終可能為個別患者產生這種類型的細胞。 這樣的程序將去除患者的少量白色脂肪細胞,分離祖細胞,修改這些細胞以增強 UCP1 的表達,然後將產生的 HUMBLE 細胞送回患者體內。

然而,這種個人化方法將是複雜且昂貴的,因此 Tseng 實驗室正在尋求兩種可能更適合臨床使用的替代途徑。

一種替代方案是使用非個人化的細胞,而是透過生物材料封裝,以保護細胞免受患者免疫系統的排斥。 (Joslin 研究人員及其合作者長期以來一直在研究用於1 型糖尿病細胞移植的此類材料。)另一種選擇是基因療法,直接在體內白色脂肪祖細胞中表達UCP1 基因,以便這些細胞獲得類似HUMBLE 的特性。

Tseng 強調,儘管 Covid-19 大流行使糖尿病患者如果被感染,出現嚴重後果的風險要高得多,但這項研究仍在繼續進行。

「利用細胞或基因療法來治療肥胖或 2 型糖尿病曾經是科幻小說,」她說。 “現在科學進步,例如 CRISPR 基因編輯技術,將幫助我們改善肥胖和糖尿病患者的新陳代謝、體重、生活品質和整體健康。”

這項研究發表於 科學轉譯醫學 2020 年 8 月。 



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