光照基因疗法：照光减肥降糖，安全隐患几何？
光遗传学是一种将光学和遗传学技术相结合的新兴学科，通过在特定的细胞或组织中表达光敏蛋白，使得细胞或组织在特定光照条件下发生响应，从而能够在光照下控制其生物学活动。
近日，华东师范大学生命科学学院、上海市调控生物学重点实验室、医学合成生物学研究中心研究员叶海峰团队在《自然-通讯》上发表了题为“基于光敏蛋白嵌合体的REDLIP基因光控系统实现体内按需调控”的研究成果。
该研究开发了一种名为REDLIP的新一代红光调控转基因表达控制系统，能够通过红光照射，控制小鼠体内经过基因改造的细胞按需生产胰岛素、抗肥胖药物蛋白，实现减肥、降血糖的目的。
原理
REDLIP系统利用了光敏蛋白DrBphP在红光照射下与纳米抗体LDB3相互作用的特性。研究人员将来源于拟南芥、构巢曲霉的光敏蛋白N端结构与DrBphP的光敏核心区进行理性组合，生成了嵌合光敏蛋白FnBphP和PnBphP。这两个新生成的蛋白在红光照射后与LDB3结合得更加稳定。
研究人员还将REDLIP系统与腺相关病毒（AAV）基因治疗载体结合，将光控系统基因递送到小鼠的肌肉和肝脏组织，让目标细胞自行生产出光控“开关”并安装到自己身上。这些肌肉和肝脏细胞在光控开关的控制下，能够按需生产胰岛素和抗肥胖药物蛋白（TSLP）。
效果
研究结果发现，拥有这些“改造”细胞的疾病模型小鼠（糖尿病、肥胖），在通过照射红光之后，血糖水平降低，体重得到控制。
优势
与其他基因调控手段相比，光调控具有非侵入性、远程无痕、空间特异性、可调节性强等特点。红光具有较高的生物相容性和组织穿透性，能够照射到深层次的器官，比如肝脏组织。
安全隐患
然而，这种光照基因疗法也存在一些潜在的安全隐患：
* 自然光干扰：自然光中也包含红光，可能在不需要治疗的时候激活这些光控细胞。为了解决这个问题，研究团队开发了一种LED贴片，将这些改造的细胞（如肌肉组织处）遮盖住，只在需要治疗的时候通过智能手机APP开启红光。
* 免疫反应：AAV基因治疗载体可能会引发免疫反应。研究人员需要进一步探索如何减少免疫反应，以提高疗法的安全性。
* 脱靶效应：光控系统可能会影响除目标细胞之外的其他细胞，从而产生脱靶效应。研究人员需要通过优化光控系统的特异性来减少脱靶效应。
展望
尽管存在这些挑战，光照基因疗法仍是一种有前景的治疗方法，有望用于治疗糖尿病、肥胖等代谢疾病。研究人员正在继续优化光控系统的性能和安全性，以使其能够在人体中安全有效地应用。
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