糖尿病是最普遍的健康问题之一，全球有4.15亿成年人患有糖尿病。随着技术的进步，糖尿病设备市场已经成熟为一个数十亿美元的产业。爱游戏ayx体育糖尿病及其治疗的最大问题是，无论是监测血糖还是注射胰岛素，都需要一直用针扎。胰岛素贴片问世后，情况略有改善，但仍不是完美的解决方案。最理想的方法是在需要的时候触发身体产生胰岛素，就像自然系统一样，华东师范大学的一个科学家团队已经实现了这一点。
叶海峰领导的这项研究发表在《科学转化医学》杂志上。它受到智能家居系统的启发，结合了两大新兴医学领域——细胞疗法和光遗传学与电信技术。爱游戏ayx体育光遗传学是一种利用光调节细胞活动的技术。这一想法已被应用于恢复心脏节律，逆转失明，并激活老鼠的捕食本能。
该团队定制了一些细胞，使它们能够在来自远红色区域的光波照射下产生胰岛素。通过智能手机点亮远红色led (frl)，可以触发细胞内的胰岛素生成过程。研究人员将灯光和增强的细胞嵌入生物相容性鞘中，植入糖尿病小鼠的皮肤下。
整个系统由基因工程细胞、带有电磁电路的LED控制系统、控制光线的智能手机应用程序以及通过蓝牙将血糖值传递给应用程序的血糖仪组成。血糖仪在任何时候都进行周期性的血糖水平测试。然后，应用程序分析这些结果，以确定所需的胰岛素量，并命令LED控制盒，使LED照亮细胞，然后开始产生胰岛素。这些小鼠每天暴露在4小时的光照下，连续15天保持胰岛素的可持续生产水平。光照仅两小时就能使非糖尿病小鼠的血糖水平升高，而且没有任何降糖副作用。
这项研究是叶在苏黎世联邦理工学院读博士时开始的工作的延续，他在那里用蓝光控制老鼠的葡萄糖水平。研究人员发现，持续暴露在蓝光下对哺乳动物是有毒的，所以研究小组转而使用FRL。远红光是理疗常用的红外光灯。这项研究尤其关注糖尿病的治疗，但同样的想法也可以应用于其他代谢性疾病。
该团队已经成功地对概念进行了验证，但要将该系统应用于人类，还有很多工作要做。该系统仍然需要手动抽血，并靠近电磁电路。这限制了移动，同时暴露在电磁辐射中。在该系统走出实验室之前，需要对同时接受传统治疗和光遗传系统的患者进行验证。
研究人员建议，血糖仪可以被植入体内的连续葡萄糖监测仪所取代。使用临床认可的电池可以消除电磁线圈，让用户有更多的活动。问题仍然存在于对患者细胞的测试，该团队正在制定在医院进行这些测试的计划。
来源:美国科学促进会
图片来源:上海市调控生物学重点实验室
