News Release

電気遺伝学デバイスで細胞のインスリンを必要に応じて放出させる

Peer-Reviewed Publication

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

遠隔操作による医学的介入における電気遺伝学の利用を発展させ、研究者らが新しいデバイスを報告した。1型糖尿病のマウスモデルで試験したところ、このデバイスは遺伝子操作した細胞に無線操作でインスリンを放出させ、数分以内に動物の血糖値を安定化させた。外部電場を使用して必要に応じてインスリンを放出させるこの方法は、精密にコントロールされた糖尿病療法への扉を開くものである。細胞機能の遠隔制御の手段として精密な波長の光を使用する光生物学と同様、電気遺伝学は、電気刺激を用いて電場応答性のデザイナー細胞の電位依存性受容体の発現に直接影響を与える。現在の遠隔操作による電気遺伝学医療機器は、直接的な電気入力を利用して細胞挙動を制御する高度なバイオ電子インターフェースを利用しているが、デバイス電極と遺伝子操作した細胞の間の電気伝導が必要なため、その可能性は限定されている。Krzysztof Krawczykらは、着用可能なデバイスを介して電場を利用してin vivoで細胞機能を制御するバイオ電子インターフェースを開発した。Krawczykらは、電位依存性カルシウムチャネルを利用して、改変したヒト膵臓β細胞における電気刺激誘発性インスリン産生および分泌を高度に制御できた。また、これらの細胞を用いて、貯蔵したインスリンを無線で必要に応じて速やかに放出させることができる補助因子不要の皮下埋め込みデバイスを設計した。デバイス内の改変したβ細胞は数週間再利用でき、マウスの正常な血糖値を速やかに回復させることができた。細胞シグナル伝達の遠隔活性化のためのこのアプローチならびに他のアプローチについて述べた関連したPerspectiveで、Matthew BrierとJonathan Dordickは、「電気遺伝学は、ヒト治療の遠隔ソリューションを設計するための拡大中の道具箱にある次なるツールである」と述べている。

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