綠茶可以操控基因表達來降血糖！《科學》子刊今天封面刊發來自華東師大的這個神操作…_風聞

文匯報  2019-10-24

茶是中國的傳統飲品，中國人喝茶最早起源於神農時期，至今已有4600多年的歷史。茶作為最受歡迎的飲品之一，主要原因為其富含多種有益成分，包括茶多酚，茶色素，茶多糖，Υ-氨基丁酸等。其中，茶多酚作為茶葉中含量最高的一種可溶性成分，具有消除氧自由基、抗炎、降低心血管疾病發病率、降血脂、抗菌等多種功效。

雖然茶有如此多的功效，但想讓其直接作為藥物去治療疾病還不太現實。人們僅僅侷限於將茶作為保健品，幫助機體預防疾病。令人興奮的是，這一侷限已經被徹底打破，如今，茶有了一個全新的角色——細胞“操縱手”，既編輯得了細胞的基因組，還控制得了細胞的各種行為，從此讓細胞乖乖“聽話”，在特定的時空下產生並釋放各種你想要的治療藥物。

2019年10月24日，國際學術期刊《科學·轉化醫學》以封面文章的形式在線發表了華東師範大學生命科學學院、上海市調控生物學重點實驗室、華東師範大學醫學合成生物學研究中心葉海峯研究團隊的成果。

▲左：文章第一作者博士研究生尹劍麗；右：文章通訊作者葉海峯研究員

來自華東師範大學的葉海峯課題組研究人員一直都致力於尋找一種有益於健康的天然小分子，去調控細胞的行為和功能。茶對人體百利而無一害的特點，使得它成為葉海峯課題組的最佳研究對象。利用合成生物學的思想，葉海峯課題組通過歷時六年的努力終於解鎖了這個茶的新功能。

該課題組巧妙地利用綠茶的次級代謝產物原兒茶酸（PCA），設計合成了原兒茶酸調控的轉基因表達控制系統，並將其安裝在細胞中。你可以想象當該種定製化細胞植入人體後，人們只需通過飲用定製濃縮綠茶，綠茶在人體產生的代謝物原兒茶酸便可以控制細胞中目的基因表達。而這種目的基因可以按照需求調整改變，可以是能提高人體免疫力的抗體，也可以是清除體內有害分子的酶，還可以是降低血糖的胰島素。

▲在小鼠中，原兒茶酸（PCA）和香草酸（VA）調控的邏輯“與”門

糖尿病嚴重影響這人們的生活和健康，糖尿病患者往往需要承受每天注射胰島素的痛苦。為了代替胰島素注射去治療糖尿病，該課題組人員選擇了胰島素作為目的基因進行了測試，設計合成了能夠精確調控降血糖肽表達釋放的定製化細胞，以達到治療糖尿病的目的。研究表明，糖尿病小鼠只需口服定製的濃縮綠茶或者原兒茶酸，便可定時定量地持續性獲取胰島素，控制體內血糖穩定，無需每天定時服用或者注射胰島素。

▲PCA控制開關調控胰島素或GLP-1表達治療1型和2型糖尿病鼠

另外，這項工作也已在靈長類動物猴子上得到了驗證，糖尿病猴子只需飲用原兒茶酸就可達到控制血糖的效果。

▲PCA控制開關調控胰島素或GLP-1表達治療1型和2型糖尿病猴

該研究大大減輕了糖尿病患者的痛苦，為患者提供了新的治療思路和福音。讓人更不可思議的是，該課題組還結合了最新的基因編輯技術，使綠茶作為基因編輯的調控開關，去操控基因的表達、編輯。同時，課題組人員證實了該控制系統可以進行復雜的邏輯運算，期望在未來可以運用在生物計算機中。

該研究讓人們對綠茶有了顛覆性的認識，這就是合成生物學的魅力，它可以創造生命，可以賦予細胞和生命體新的功能。葉海峯表示，他們期待合成生物學可以幫助我們更多地去開發生命體新功能或生物多重可能性，拓寬生物的新時代。

該研究特別受到上海市科委基礎處合成生物學重大、重點專項的資助。