重磅!中国科学家开发出一种DNA分子 有望逆转1型糖尿病发病

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重磅!中国科学家开发出一种DNA分子 有望逆转1型糖尿病发病

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1型糖尿病通常好发于儿童、青少年和年轻人,其是一种自身免疫性疾病,即机体的免疫系统会攻击并破坏胰腺中分泌胰岛素的胰腺β细胞;因此,1型糖尿病患者并不会调节自身的血糖水平,其需要胰岛素疗法来得以生存。


近日,一篇发表在国际杂志ACS applied Materials & Interfaces上题为“Tetrahedral Framework Nucleic Acids Reverse New-Onset Type 1 Diabetes”的研究报告中,来自中国四川大学等机构的科学家们通过研究利用被称之为“四面体骨架核酸”(tFNAs,tetrahedral framework nucleic acids)的金字塔样DNA分子成功逆转了小鼠的1型糖尿病。


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绘制四面体核酸框架从而逆转小鼠1型糖尿病的发病。

图片来源:Adapted from ACS Applied Materials & Interfaces


根据青少年糖尿病研究基金会数据显示,美国每年大约有6.4万名新确诊的1型糖尿病患者,针对这种疾病尚没有治愈性疗法,为了控制疾病症状,患者就必须每天测定其机体的血糖水平,并通过注射或泵来进行胰岛素治疗。尽管目前科学家们并不清楚到底是什么原因诱发了机体攻击自身和胰腺β细胞,但1型糖尿病患者机体中的调节性T细胞(Tregs)较少,其是一种能抑制其它自我攻击的T细胞分化和激活的免疫细胞。


这篇研究报告中,研究者发现,利用tFNAs治疗的小鼠或能有效预防1型糖尿病发生,部分原因或许是增加了Tregs的水平所致。tFNAs最初被设计用来调节机体自身的免疫系统,如今科学家们就想通过研究来阐明在胰腺β细胞被完全破坏之前,这些分子是否能有效逆转1型糖尿病的发生。研究者利用单链DNA片段制成了tFNAs,这些片段能自组装为金字塔样形状,称之为“四面体”(tetrahedrons),但金字塔的底部是方形的,而四面体则是三角形的。随后每隔一天,研究者持续4周时间给予10只新发1型糖尿病小鼠注射tFNAs,而另外10只小鼠则被注射生理盐水作为对照。


在对照组小鼠中,其机体血糖水平会持续上升,在为期12周的随访过程中有60%的小鼠发生了死亡,相比之下,利用tFNAs治疗的小鼠机体中的血糖水平会回归到正常水平,而且并没有一只接受治疗的小鼠发生死亡,通过对tFNAs治疗的小鼠进一步分析后,研究者发现,其机体中的胰腺β细胞会被保护,而且Tregs的水平能恢复到正常水平,而且胰腺中的自身反应性T细胞的水平也下降了。尽管本文研究结果还需要在人类机体中进行研究证实,但目前的研究结果表明,tFNAs或许能作为1型糖尿病免疫疗法最有希望的候选疗法之一。


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图片来源:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c16151


综上,本文研究结果表明,tFNA疗法或会主要通过增加TGF-β的水平和STAT信号来诱导调节性的免疫细胞,总而言之,250 nM剂量的tFNA疗法或能保护非糖尿病小鼠免于高血糖的影响,并会通过恢复外周免疫耐受来保护胰腺β细胞的功能,诱导机体免疫耐受的可能性机制或许与胰腺中STAT信号和细胞因子的改变有关,此外,本文研究中,研究人员还证明了tFNAs的免疫调节能力,这或许为后期研究者进一步揭示tFNAs参与机体的抗原特异性免疫治疗奠定了基础。


原始出处:
Shaojingya Gao, Mi Zhou, Yanjing Li, et al. Tetrahedral Framework Nucleic Acids Reverse New-Onset Type 1 Diabetes, ACS applied Materials & Interfaces (2021). DOI:10.1021/acsami.1c16151

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