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利用经过CRISPR基因编辑的皮肤贴片阻止可卡因过量吸食

时间:2018-09-25 | 栏目:基因治疗 | 点击:

 有尼古丁贴片(nicotine patch)来帮助戒烟,随后还有这个:皮肤贴片,经基因改造后产生一种消化可卡因的酶,并且当被移植到小鼠身上时,它们让这些小鼠抵抗致死剂量的可卡因。在一项新的针对这种皮肤贴片策略的研究,来自美国芝加哥大学的研究人员希望这可能有朝一日能够导致一种治疗人类成瘾和阻止可卡因过量吸食的方法。相关研究结果于2018年9月17日在线发表在Nature Biomedical Engineering期刊上,论文标题为“Genome-edited skin epidermal stem cells protect mice from cocaine-seeking behaviour and cocaine overdose”。论文通信作者为芝加哥大学细胞研究员Xiaoyang Wu和芝加哥大学成瘾研究员Ming Xu。

图片来自Nature Biomedical Engineering, doi:10.1038/s41551-018-0293-z。
 

Wu说,“可卡因成瘾是非常常见的. . .但是目前还没有任何治疗方法来阻止成瘾行为或[治疗]可卡因过量吸食---毕竟没有获得美国食品药品管理局(FDA)批准的药物。”

Wu团队之前曾使用CRISPR基因编辑技术,用表达胰岛素的细胞为糖尿病小鼠制造出一种皮肤贴片,他想知道这种策略是否也适用于可卡因成瘾。根据一项调查,90多万美国人滥用这种药物。因此,Wu与Xu合作开展实验。

人类天然地会产生一种被称作丁酰胆碱酯酶(butyrylcholinesterase)的酶,这种酶能够降解可卡因,但是这些研究人员想要让他们的皮肤移植物能有更强大的功能。因此,他们使用了另一个研究团队已设计出的这种酶的增强形式,它降解可卡因的活性是这种酶原始形式的4400倍。他们利用CRISPR将编码这种酶加强形式的基因插入到小鼠的皮肤表皮干细胞中,将这些细胞接种到1厘米宽的圆形支架上,然后将所形成的组织(即皮肤贴片)移植到对可卡因上瘾的小鼠身上。

存在的一个问题是这种技术是否能够像相对较小的胰岛素那样,让相对较大的经过修饰的丁酰胆碱酯酶进入血液。不过这个实验取得了成功:在移植两周后,一剂原本会致命的可卡因对小鼠没有明显的影响---显然,这种酶在这种药物(如果有的话)的大多数能够达到小鼠的大脑之前就会将它降解掉。之前对可卡因上瘾的小鼠在接受这种皮肤贴片移植后不再表现出对它们所在的封闭空间中的一个区域的偏好性,这是它们学会了将这个区域与可卡因摄入相关联在一起。在移植10周后,这种皮肤贴片继续产生这种酶直至实验结束。

美国洛克菲勒大学成瘾研究员Mary Jeanne Kreek(未参与这项研究)说,虽然这些研究结果是非常有趣的,但是尚不清楚它们是否会对药物滥用障碍患者的治疗产生影响。她说,过去通过加速可卡因降解来治疗成瘾的研究已证实这种方法“可能是可行的,但不会是有效的,这是因为可卡因吸食者将仅会摄入越来越多的可卡因,”,并补充道,一种更多令人信服的研究设计可能是让这些小鼠自行服用这种药物10天或更长时间,以评估它们是否有兴趣这样做。她指出,至于吸食过量预防,仅涉及可卡因的病例是“非常罕见的”。这通常还会涉及其他的毒品。

参考资料:

Yuanyuan Li, Qingyao Kong, Jiping Yue et al. Genome-edited skin epidermal stem cells protect mice from cocaine-seeking behaviour and cocaine overdose. Nature Biomedical Engineering, Published Online: 17 September 2018, doi:10.1038/s41551-018-0293-z.

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