电流激发工程化细胞产生胰岛素 向可穿戴活细胞编程设备迈进一大步

示意图显示了植入小鼠背部的封装DART工程细胞，DART系统可用于治疗Ⅰ型糖尿病小鼠。图片来源：《自然·代谢》

据《自然·代谢》31日发表的一项生物技术突破称，科学家实现了用电流在改造的人类细胞里激活基因表达。这是一项以糖尿病小鼠为模型的概念验证研究，实验系统可激发工程改造的人类细胞产生胰岛素。这一成果有望带来一种能编程活细胞的新型可穿戴设备。

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。而能控制基因表达的设备将极大助力医疗干预，激活特定基因表达或使其沉默，例如增加体内特定激素的产生。

瑞士苏黎世联邦理工大学团队此次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DC-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（一类容易对其他分子做出反应的分子）。

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5只Ⅰ型糖尿病雄性小鼠的背部，研究人员每日一次用针灸针向其输送4.5伏的电刺激10秒，发现这刺激了胰岛素产生，恢复了正常血糖水平。

研究团队表示，这一电遗传界面未来或有助于开发以基因和细胞为基础的新疗法。

让活细胞“住”在可穿戴设备里，为生命健康创造条件，这一创新开辟了精准医疗的一条新路。长久以来，我们用化学物质和物理疗法刺激人体，希望它向期待的方向转化，但人体环境因素复杂，实验室里的反应未必能够如愿在身体里复制。现在我们精确地刺激一小部分细胞，可操控性就大大增强了。相信未来很多疑难杂症患者将受益于此。