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CRISPR增強(qiáng)人脂肪細(xì)胞褐變作為代謝性疾病的細(xì)胞治療肥胖和2型糖尿病與胰島素調(diào)節(jié)的葡萄糖和脂流紊亂以及嚴(yán)重的合并癥相關(guān)，包括心血管疾病和脂肪性肝炎。全身代謝受儲(chǔ)存脂肪的白色脂肪細(xì)胞以及表達(dá)產(chǎn)熱解偶聯(lián)蛋白1(UCP1)和分泌有利于代謝健康的因子的“棕色”和“棕色/米色”脂肪細(xì)胞的調(diào)節(jié)。將棕色脂肪植入肥胖的小鼠可以改善葡萄糖耐量，但人類(lèi)原代米色脂肪細(xì)胞豐度低，阻礙了向人類(lèi)的轉(zhuǎn)化。
圖片來(lái)源: https://doi.org/10.1038/s41467-021-27190-y 與小分子藥物和生物制品相比，使用人類(lèi)細(xì)胞作為治療劑在治療某些疾病方面有很大的優(yōu)勢(shì)，這是因?yàn)樗鼈兡軌蚪Y(jié)合特定的器官或細(xì)胞類(lèi)型，啟動(dòng)細(xì)胞間的相互作用，并分泌多種生物活性因子。盡管細(xì)胞療法仍處于早期發(fā)展階段，但已經(jīng)對(duì)某些癌癥的治療產(chǎn)生了重大影響，如白血病、淋巴瘤、黑色素瘤和小細(xì)胞肺癌。 這種方法包括對(duì)從人類(lèi)受試者身上提取的免疫細(xì)胞進(jìn)行體外基因改造，以增強(qiáng)它們?cè)谥匦伦⑷胪皇茉囌邥r(shí)破壞惡性腫瘤的能力。從理論上講，這一策略在疾病中應(yīng)該是有效的，在這些疾病中，具有相關(guān)治療潛力的細(xì)胞可以通過(guò)基因改造來(lái)增強(qiáng)這種潛力。例如，肥胖和2型糖尿病(T2D)涉及多種細(xì)胞類(lèi)型，這些細(xì)胞類(lèi)型在代謝途徑中被破壞，在這些代謝途徑中，它們的修復(fù)可以減輕疾病。 脂肪細(xì)胞代表這樣的細(xì)胞，其中的一些缺陷已經(jīng)被識(shí)別出來(lái)。在這里，作者利用了最近的發(fā)現(xiàn)，揭示了在T2D和肥胖等代謝性疾病中，生熱脂肪細(xì)胞作為全身代謝的主要有益調(diào)節(jié)器發(fā)揮作用。生熱脂肪細(xì)胞，表示為棕色、米色或褐褐色，與儲(chǔ)存更豐富脂肪的白色脂肪細(xì)胞不同，不僅因?yàn)樗鼈冇泻芨叩难趸芰途�(xiàn)粒體解偶聯(lián)蛋白(Ucp1)的表達(dá)，而且還因?yàn)樗鼈兎置诖龠M(jìn)能量代謝和能量消耗的因子。 多項(xiàng)研究表明，將小鼠棕色脂肪組織植入肥胖、糖耐量低減的小鼠體內(nèi)可以改善葡萄糖耐量和胰島素敏感性。然而，在人類(lèi)中利用這種方法進(jìn)行治療的一個(gè)瓶頸是人類(lèi)米色脂肪細(xì)胞的稀缺。最近，從小樣本皮下脂肪組織體外擴(kuò)增的人類(lèi)白色和米色脂肪細(xì)胞被證明在移植到免疫受損的肥胖小鼠體內(nèi)后可以形成健壯的生熱脂肪組織儲(chǔ)存庫(kù)，并降低血糖水平�？偠灾�，這些數(shù)據(jù)為現(xiàn)在將基因修飾應(yīng)用于人類(lèi)脂肪細(xì)胞以進(jìn)一步提高其治療潛力提供了框架。 Nrip1基因是提高肥胖和糖尿病脂肪細(xì)胞治療潛力的一個(gè)有吸引力的靶點(diǎn)。NRIP1蛋白(又稱(chēng)RIP140)可以強(qiáng)烈抑制葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)、脂肪酸氧化、線(xiàn)粒體呼吸、ucp1表達(dá)以及包括nrg4在內(nèi)的代謝有益因子的分泌。Nrip1蛋白是一種轉(zhuǎn)錄共抑制因子，可抑制多種參與能量代謝的核受體的活性，包括雌激素相關(guān)受體(errα)、過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(pparγ)和甲狀腺激素受體(Th)。 將預(yù)先用NTC sgRNA/Cas9RNPs或sgRNA-H5/Cas9RNPs(NRIP1KO)處理過(guò)的人脂肪細(xì)胞植入小鼠體內(nèi) 圖片來(lái)源: https://doi.org/10.1038/s41467-021-27190-y 本研究報(bào)道，雖然在小鼠前脂肪細(xì)胞中觀察到顯著的脫靶因子，但在嚴(yán)格應(yīng)用GUIDEseq和深度測(cè)序的背景下，在人類(lèi)祖細(xì)胞中沒(méi)有觀察到顯著的脫靶基因中斷。為了進(jìn)一步增強(qiáng)本文所述工作的靶向效應(yīng)和減少脫靶效應(yīng)，可以探索使用高保真核酸酶，并進(jìn)一步最大化細(xì)胞活力和功能�？偠灾�，這里報(bào)道的實(shí)驗(yàn)為代謝性疾病的細(xì)胞治療提供了一種強(qiáng)有力的策略，可以作為在較大動(dòng)物身上進(jìn)行測(cè)試的框架，從而實(shí)現(xiàn)臨床試驗(yàn)的長(zhǎng)期目標(biāo)。 |
