利用經(jīng)過CRISPR基因編輯的皮膚貼片阻止可卡因過量吸食

有尼古丁貼片（nicotine patch）來幫助戒煙，隨后還有這個(gè)：皮膚貼片，經(jīng)基因改造后產(chǎn)生一種消化可卡因的酶，并且當(dāng)被移植到小鼠身上時(shí)，它們讓這些小鼠抵抗致死劑量的可卡因。在一項(xiàng)新的針對這種皮膚貼片策略的研究，來自美國芝加哥大學(xué)的研究人員希望這可能有朝一日能夠?qū)е乱环N治療人類成癮和阻止可卡因過量吸食的方法。相關(guān)研究結(jié)果于2018年9月17日在線發(fā)表在Nature Biomedical Engineering期刊上，論文標(biāo)題為“Genome-edited skin epidermal stem cells protect mice from cocaine-seeking behaviour and cocaine overdose”。論文通信作者為芝加哥大學(xué)干細(xì)胞研究員Xiaoyang Wu和芝加哥大學(xué)成癮研究員Ming Xu。

Wu說，“可卡因成癮是非常常見的. . .但是目前還沒有任何治療方法來阻止成癮行為或[治療]可卡因過量吸食---畢竟沒有獲得美國食品藥品管理局（FDA）批準(zhǔn)的藥物。”

Wu團(tuán)隊(duì)之前曾使用CRISPR基因編輯技術(shù)，用表達(dá)胰島素的細(xì)胞為糖尿病小鼠制造出一種皮膚貼片，他想知道這種策略是否也適用于可卡因成癮。根據(jù)一項(xiàng)調(diào)查，90多萬美國人濫用這種藥物。因此，Wu與Xu合作開展實(shí)驗(yàn)。

人類天然地會產(chǎn)生一種被稱作丁酰膽堿酯酶（butyrylcholinesterase）的酶，這種酶能夠降解可卡因，但是這些研究人員想要讓他們的皮膚移植物能有更強(qiáng)大的功能。因此，他們使用了另一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)已設(shè)計(jì)出的這種酶的增強(qiáng)形式，它降解可卡因的活性是這種酶原始形式的4400倍。他們利用CRISPR將編碼這種酶加強(qiáng)形式的基因插入到小鼠的皮膚表皮干細(xì)胞中，將這些細(xì)胞接種到1厘米寬的圓形支架上，然后將所形成的組織（即皮膚貼片）移植到對可卡因上癮的小鼠身上。

存在的一個(gè)問題是這種技術(shù)是否能夠像相對較小的胰島素那樣，讓相對較大的經(jīng)過修飾的丁酰膽堿酯酶進(jìn)入血液。不過這個(gè)實(shí)驗(yàn)取得了成功：在移植兩周后，一劑原本會致命的可卡因?qū)π∈鬀]有明顯的影響---顯然，這種酶在這種藥物（如果有的話）的大多數(shù)能夠達(dá)到小鼠的大腦之前就會將它降解掉。之前對可卡因上癮的小鼠在接受這種皮膚貼片移植后不再表現(xiàn)出對它們所在的封閉空間中的一個(gè)區(qū)域的偏好性，這是它們學(xué)會了將這個(gè)區(qū)域與可卡因攝入相關(guān)聯(lián)在一起。在移植10周后，這種皮膚貼片繼續(xù)產(chǎn)生這種酶直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

美國洛克菲勒大學(xué)成癮研究員Mary Jeanne Kreek（未參與這項(xiàng)研究）說，雖然這些研究結(jié)果是非常有趣的，但是尚不清楚它們是否會對藥物濫用障礙患者的治療產(chǎn)生影響。她說，過去通過加速可卡因降解來治療成癮的研究已證實(shí)這種方法“可能是可行的，但不會是有效的，這是因?yàn)榭煽ㄒ蛭痴邔H會攝入越來越多的可卡因，”，并補(bǔ)充道，一種更多令人信服的研究設(shè)計(jì)可能是讓這些小鼠自行服用這種藥物10天或更長時(shí)間，以評估它們是否有興趣這樣做。她指出，至于吸食過量預(yù)防，僅涉及可卡因的病例是“非常罕見的”。這通常還會涉及其他的毒品。