喝下一杯定制的绿茶来控制血糖上海科学家解锁茶的新功能

　　茶是中国的传统饮品，如今，茶有了一个全新的角色——细胞“操纵手”，它既编辑得了细胞的基因组，还控制得了细胞的行为，在特定的时空下产生并释放治疗药物。解放日报·上观新闻记者获悉，华东师范大学叶海峰课题组成功开发了绿茶代谢物原儿茶酸调控的基因表达控制系统，并将该系统应用于可控的表观遗传重塑、基因编辑以及精准药物递送治疗糖尿病。这种以“喝茶”作为控制手段，在时空上干预或调控治疗药物的可控表达释放，为目前人工定制化细胞疗法转化为临床应用提供了一种全新的理念和策略。10月24日，国际著名学术期刊《科学·转化医学》以封面文章在线发表了相关论文。

　　美国生物学家乔治戴利曾说过，相比于药物治疗为代表的20世纪，21世纪则是细胞治疗的时代。在细胞治疗的最新研究进展中，细胞上设计安装特殊用途的控制装置已成为细胞治疗的研究重点，这些装置可以被量身定做，促使细胞更加智能化地完成如基因编辑、精准治疗等各种任务。这类安装了控制装置的细胞被形象地称为“人工定制化细胞”。然而，缺乏安全高效的控制装置是目前人工定制化细胞疗法转化为临床应用中的一大障碍。

　　叶海峰课题组一直致力于寻找一种有益于健康的天然小分子，去调控细胞的行为和功能。利用合成生物学的思想，他们通过6年的努力终于解锁了茶的这一新功能。该课题组巧妙地利用绿茶的次级代谢产物原儿茶酸，设计合成了原儿茶酸调控的转基因表达控制系统，并将其安装在细胞中。

　　“你可以想象，当这种定制化细胞植入人体后，人们只需通过饮用定制浓缩绿茶，便可以控制细胞中目的基因表达。”叶海峰介绍，这种目的基因可以按照需求调整改变，可以是提高人体免疫力的抗体，也可以是清除体内有害分子的降解酶，还可以是降低血糖的胰岛素等。糖尿病严重影响着人们的生活和健康，患者往往需要承受每天注射胰岛素的痛苦。该课题组人员选择了胰岛素作为目的基因进行了测试，设计合成了能够精确调控降血糖肽表达释放的定制化细胞，以达到治疗糖尿病的目的。

　　研究表明，糖尿病小鼠只需口服定制的浓缩绿茶或者原儿茶酸，便可定时定量地持续性获取胰岛素，控制体内血糖稳定，无需每天定时服用或者注射胰岛素。另外，这项工作也已在灵长类动物猴子上得到了验证，糖尿病猴子只需饮用原儿茶酸就可达到控制血糖的效果。更不可思议的是，该课题组还结合了最新的基因编辑技术，使绿茶作为基因编辑的调控开关，去操控基因的表达、编辑。同时，课题组人员证实了该控制系统可以进行复杂的逻辑运算，期望在未来可以运用在生物计算机中。

　　值得注意的是，该工作的创新点包括调控式基因编辑装置的构建、药物的精确输送以及绿茶调控的定制化细胞治疗方式，不仅可以进一步促进细胞治疗的精准化，也为基础研究工作在复杂的特定环境下提供有用的研究工具。

　　叶海峰表示，绿茶调控的基因表达控制系统转化为实际应用还有待解决一些问题。例如，目前是利用转座子系统将该系统整合至基因组中，但该过程中发生一些错误的整合是无法预测和避免的，以后可能会采用CRISPR系统将控制装置更精确地整合至特定基因组上。其次，文章中所采用的人源细胞虽然易于操作且非常适用于该系统，但对于临床转化来说，将系统整合至病人的原代细胞中才会更加安全。因此，研究该系统在病人自体细胞（如间充质干细胞）的调控效果在后续的转化工作中非常重要。最后，细胞植入体内采取的微胶囊包裹技术在延长细胞生命周期上也有待改善，以实现更长期的治疗效果。