通過誘導基因表達，咖啡因竟成2型糖尿病治療新希望！

來自瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院和瑞士巴塞爾大學以及法國Institut Universitare de Technologie研究小組的研究人員報告了一種生物工程方法——通過咖啡因誘導哺乳動物設(shè)計細胞中的基因表達。他們發(fā)現(xiàn)，當暴露于咖啡因時，工程化產(chǎn)生胰島素的胚胎腎細胞能夠降低小鼠模型的葡萄糖水平。該論文發(fā)表在《Nature》雜志上。

研究人員并沒有在外部添加胰島素，而是設(shè)計了胚胎腎細胞來產(chǎn)生，不過只有當它們暴露于咖啡因時才有效。該團隊選擇了咖啡因，原因他們指出：咖啡因是一種很少出現(xiàn)在其他食物中的物質(zhì)，因此攝入易于調(diào)節(jié)。

工程細胞覆蓋了一種材料，可以保護它們免受免疫系統(tǒng)的侵害，然后將其植入已經(jīng)設(shè)計為患有糖尿病的小鼠腹部的裝置中。研究人員指出，在人（和小鼠）攝入糖或食物（能轉(zhuǎn)化為蔗糖的）之后，葡萄糖水平趨于上升。因此，給予小鼠咖啡因的最佳時間應該在吃完之后。

小分子咖啡因無毒，且生產(chǎn)成本不高，僅存在于特定飲料中，如咖啡和茶。每天，全世界消費的咖啡超過20億杯，使咖啡成為世界上最受歡迎的飲料之一，也是世界上最重要的經(jīng)濟作物之一。

2型糖尿?。═2DM）影響全球超過4億人，相關(guān)健康成本每年約825億美元。 由于T2DM的特征是餐后血糖水平持續(xù)升高，因此我們希望在每次餐后捕獲咖啡因攝取的自然動態(tài)，以實現(xiàn)通過使用配備C- STAR遞送合成人類胰高血糖素樣肽1（shGLP-1），并以此來響應飲食攝入咖啡或其他含咖啡因的飲料。 

利用常規(guī)文化習慣，基于這種系統(tǒng)的治療應該能夠無縫地融入人們的生活方式，因此這可能成為新一代個性化醫(yī)療可以建立的關(guān)鍵支柱。

通過咖啡因控制生物制藥生產(chǎn)，無毒，價格低廉，只存在于特定飲料中，預計可通過將治療與生活方式相結(jié)合來提高患者的依從性。

由于C-STAR系統(tǒng)對咖啡因的劑量依賴性反應，因此可以使用各種含咖啡因的飲料，從咖啡或茶到能量飲料，以觸發(fā)系統(tǒng)。重要的是，無咖啡因的咖啡并不能激活C-STAR系統(tǒng)，因此C-STAR治療的患者仍然可以在不激活植入物的情況下享用不含咖啡因的飲料。

本研究中使用的基于藻酸鹽的微容器的持久性、功效和免疫保護功能已經(jīng)在糖尿病臨床試驗中得到證實，為C-STAR細胞在人類中的應用鋪平了道路。

咖啡因的潛在副作用是可能是微不足道的。據(jù)報道，事實上，咖啡中正常劑量的咖啡因反而對健康有益。即使每天服用高達400毫克的咖啡因也不會對成人產(chǎn)生太大的不良影響，因此廣泛使用咖啡因來控制C-STAR細胞似乎可以實現(xiàn)。

作為飲料的天然成分，咖啡因（不同于大多數(shù)其他化學誘導劑）是大部分人口消費的流行興奮劑。咖啡因便宜且易于合成，因此在成本方面比常用誘導劑雷帕霉素的非免疫抑制類似物更具優(yōu)勢。

大部分糖尿病患者不服從的主要原因是繁雜的指示、健忘和良好生活方式的中斷等。由于是普遍存在的疾病，如2型糖尿病，而且還伴隨著高度的不順應，那么將誘導物加入常規(guī)消費飲料中可能是非常便利的。

基于所有這些理由，研究人員認為咖啡因是尋求最合適的基因表達誘導劑希望的最佳候選者。

研究人員承認，將這樣的設(shè)備放入人體測試患者還有很長的路要走，不過同時，他們也注意到這種方法也可能適用于治療其他疾病，這是非常有價值有意義的。

參考文獻：

Daniel Bojar， Leo Scheller，Caffeine-inducible gene switches controlling experimental diabetes