[發明專利]一種光控胰島素節律性分泌的組織工程裝置

有效

• 申請號: 201510243877.8
• 申請日: 2015-05-07
• 公開（公告）號: CN104894069B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 楊國棟
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第四軍醫大學
• 主分類號: C12N5/10
• 分類號: C12N5/10;C12N15/86;C12N15/17
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種光控胰島素節律性分泌的組織工程裝置，有望代替胰島素注射治療糖尿病。其方法是：構建Gal4/UAS驅動表達的VP16?CRY2?IRES?Gal4BD?CIB1N的病毒表達載體和Gal4/UAS驅動表達的胰島素病毒表達載體；分別包裝成病毒，轉染至皮膚來源的成纖維細胞，然后進一步將修飾的成纖維細胞加載至組織工程支架后，移植于皮下。待再生組織在體內穩定后，藍光照射局部皮膚，誘導VP16?CRY2和Gal4BD?CIB1N相互作用，進一步引起自身表達增加，形成正反饋；同時促進另一個載體上胰島素的分泌。當撤掉藍光后，系統轉為靜息狀態，胰島素停止分泌。該組織工程裝置有望按需分泌胰島素。

技術領域

本申請項目涉及一種能夠精確調控胰島素分泌的組織工程裝置，屬于生命科學、基礎及臨床醫學、生物工程領域一項技術革新。

背景技術

胰島素相對或者絕對的缺乏是糖尿病的重要病因，胰島素注射是終末期糖尿病治療的重要治療手段。但是注射胰島素給患者造成嚴重的經濟負擔和身體痛苦。另一方面，胰島素的注射需要考慮飲食節律，從而保證血糖水平相對穩定。基于這樣的需求，設計能夠精確控制的“人工胰腺”成為糖尿病領域的熱點和難點。光遺傳學技術是遺傳技術和光控技術結合之后產生的一項全新技術。人們可以借助光遺傳學技術對活細胞或組織中的活細胞進行調控，開啟或者關閉某個已經被研究的非常清楚的細胞功能。譬如，擬南芥中隱光色素CRY2和CIB1在藍光照射下可以發生相互作用，通過誘導這種相互作用可以調控基因的表達。另一方面，藍光照射在臨床上已經用于新生兒黃疸的治療，臨床實踐表明，這種光治療的方法安全可靠。而隨著遺傳技術的進步，特別是病毒載體的進步和CRISPR/Cas9技術的發展，在細胞進行精確位點的基因編輯逐漸成為可能，有望顯著提高基因治療的安全性。組織工程技術可以為我們再生出需要的組織，代替體內功能異常的器官或組織，然而胰腺再生依然遙遠。制作能夠分泌胰島素的組織成為一種現實而可行的選擇。另外，通過光路控制胰島素基因的時空表達有望精確調控細胞的生物學行為，從而為胰島素的節律性分泌帶來新的希望。本發明綜合上述技術的優勢，設計了一種光控胰島素節律性分泌的組織工程裝置，有望代替胰島素注射治療糖尿病。

發明內容

本申請提出了一種光控胰島素節律性分泌的組織工程裝置，有望代替胰島素注射治療糖尿病。本發明解決的技術問題包括：1)構建了受光調控的VP16-CRY2-IRES-Gal4BD-CIB1N正反饋系統，2)構建了受光調控的胰島素病毒表達系統，3)構建了基于細胞移植和組織工程裝置，在藍光照射下能夠持久按需分泌胰島素。

本申請的有益效果是，能夠替代胰島素注射治療，用于重度、難治性糖尿病的治療，具有重要的社會及經濟效益。

附圖說明