解鎖茶的新功能：“喝茶”就能控制血糖穩(wěn)態(tài)，你可以想象嗎？10月24日，國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)·轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》（Science Translational Medicine，影響因子：17.2）以封面文章形式在線發(fā)表了華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、上海市調(diào)控生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、華東師范大學(xué)醫(yī)學(xué)合成生物學(xué)研究中心葉海峰研究員團(tuán)隊(duì)題為：“A green tea-triggered genetic control system for treating diabetes in mice and monkeys”的最新研究成果。
期刊封面
當(dāng)人體植入某種定制化細(xì)胞后，人們只需通過(guò)飲用特制的濃縮綠茶，便可使其在體內(nèi)產(chǎn)生代謝物原兒茶酸進(jìn)而控制細(xì)胞中目的基因的表達(dá)。而這種目的基因可按照需求調(diào)整改變，可以變?yōu)樘岣呷梭w免疫力的抗體，也變?yōu)榍宄w內(nèi)有害分子的酶，還可以變?yōu)榻档脱堑囊葝u素。
這種以“喝茶”的便捷方式作為控制手段在時(shí)空上干預(yù)或調(diào)控治療藥物的可控表達(dá)釋放，為目前人工定制化細(xì)胞療法轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用提供了一種全新的理念和策略。葉海峰研究員為該研究論文的唯一通訊作者，第一作者為華東師范大學(xué)2015級(jí)博士研究生尹劍麗。
“該研究讓人們對(duì)綠茶有了顛覆性的認(rèn)識(shí)，我們解鎖了茶的新功能，這就是合成生物學(xué)的魅力，”葉海峰表示，“它可以創(chuàng)造生命，可以賦予細(xì)胞和生命體新的功能。我們期待合成生物學(xué)可以幫助我們更多地去開(kāi)發(fā)生命體新功能或生物多重可能性，拓寬生物的新時(shí)代?！?/span>
第一作者博士研究生尹劍麗（左）和通訊作者葉海峰研究員（右）
老朋友有了新技能，綠茶變身細(xì)胞“操控手”
中國(guó)人喝茶最早起源于神農(nóng)時(shí)期距今已有4600多年的歷史。茶作為日常最受歡迎的飲品之一，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(fā)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(xiàn)實(shí)，限于將茶作為保健品，幫助人體機(jī)體預(yù)防疾病。令人興奮的是，這一局限已經(jīng)被徹底打破。如今，茶有了一個(gè)全新的角色---細(xì)胞“操縱手”，既能編輯細(xì)胞的基因組，還能控制細(xì)胞的各種行為，從此讓細(xì)胞乖乖“聽(tīng)話”，在特定的時(shí)空下產(chǎn)生并釋放各種你想要的治療藥物。
葉海峰課題組一直致力于尋找一種有益于健康的天然小分子，來(lái)調(diào)控細(xì)胞的行為和功能。利用合成生物學(xué)思想，課題組通過(guò)歷時(shí)六年的努力，終于解鎖了茶的新功能，巧妙地利用綠茶的次級(jí)代謝產(chǎn)物原兒茶酸（PCA），設(shè)計(jì)合成了原兒茶酸調(diào)控的轉(zhuǎn)基因表達(dá)控制系統(tǒng)，并將其安裝在細(xì)胞中，應(yīng)用于可控的表觀遺傳重塑、基因編輯、生物計(jì)算機(jī)以及精準(zhǔn)藥物遞送治療糖尿病。
糖尿病患者福音？喝“定制”濃茶精準(zhǔn)遞送胰島素
糖尿病嚴(yán)重影響著患者的健康和生活，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的糖尿病治療方法，該課題組人員選擇了胰島素作為目的基因進(jìn)行測(cè)試，設(shè)計(jì)合成了能夠精確調(diào)控降血糖肽表達(dá)釋放的定制化細(xì)胞，以達(dá)到治療糖尿病的目的。
研究表明，糖尿病小鼠只需口服定制的濃縮綠茶或者原兒茶酸，便可定時(shí)定量地持續(xù)性獲取胰島素，控制體內(nèi)血糖穩(wěn)定，無(wú)需每天定時(shí)服用或者注射胰島素。另外，這項(xiàng)工作也已在靈長(zhǎng)類動(dòng)物猴子上得到了驗(yàn)證，糖尿病猴子只需飲用原兒茶酸就可達(dá)到控制血糖的效果。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。
葉海峰課題組在實(shí)驗(yàn)室
讓人更不可思議的是，該課題組還結(jié)合了最新的基因編輯技術(shù)，使綠茶作為基因編輯的調(diào)控開(kāi)關(guān)，去操控基因的表達(dá)、編輯。同時(shí)，課題組人員證實(shí)了該控制系統(tǒng)可以進(jìn)行復(fù)雜的邏輯運(yùn)算，期望在未來(lái)可以運(yùn)用在生物計(jì)算機(jī)中。
亮點(diǎn)：綠茶調(diào)控的定制化細(xì)胞治療方式
美國(guó)生物學(xué)家喬治戴利曾評(píng)論：“相比于藥物治療為代表的20世紀(jì)，21世紀(jì)則是細(xì)胞治療的時(shí)代”。隨著一些獨(dú)特細(xì)胞治療產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，細(xì)胞治療被視為下一代醫(yī)藥。在細(xì)胞治療的最近研究進(jìn)展中，細(xì)胞上設(shè)計(jì)安裝特殊用途的控制裝置已成為細(xì)胞治療的研究重點(diǎn)，這些裝置可以被量身定做，促使細(xì)胞更加智能化地完成如基因編輯、精準(zhǔn)治療等各種任務(wù)。這類安裝了控制裝置的細(xì)胞被形象地稱為“人工定制化細(xì)胞”，該類人工定制化細(xì)胞療法也被認(rèn)為是下一代細(xì)胞療法的支柱。然而，缺乏安全高效的控制裝置是目前人工定制化細(xì)胞療法轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用中的一大障礙。
為了實(shí)現(xiàn)“綠茶調(diào)控”的理念，研究人員利用喝綠茶代謝物原兒茶酸（PCA）作為分子開(kāi)關(guān)。將來(lái)自于一種鏈霉菌（Streptomyces coelicolor）中響應(yīng)原兒茶酸的轉(zhuǎn)錄阻遏蛋白PcaV、PcaV響應(yīng)的操縱子DNA序列OPcaV和轉(zhuǎn)錄抑制子KRAB等生物分子元器件進(jìn)行理性設(shè)計(jì)、組裝和重編程，構(gòu)建了原兒茶酸調(diào)控的基因表達(dá)控制開(kāi)關(guān)（PCASwitch,見(jiàn)圖1）。原兒茶酸可以精確誘導(dǎo)轉(zhuǎn)基因的表達(dá)，且控制系統(tǒng)在調(diào)控轉(zhuǎn)基因表達(dá)上展現(xiàn)出良好的時(shí)間、劑量依賴性以及可逆性。并且，無(wú)論是注射、口服原兒茶酸以及飲用定制的濃縮綠茶方式均可以調(diào)控移植在小鼠體內(nèi)的控制系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)基因表達(dá)。
圖1：原兒茶酸控制開(kāi)關(guān)（PCA Switch）設(shè)計(jì)原理示意圖
鑒于該原兒茶酸調(diào)控系統(tǒng)的高度可控性，研究人員將該系統(tǒng)應(yīng)用于以下三個(gè)方面應(yīng)用研究：
（1）構(gòu)建原兒茶酸調(diào)控的表觀遺傳重塑和基因編輯裝置。該裝置是通過(guò)PCA控制PolIII啟動(dòng)子的活性來(lái)調(diào)控gRNA表達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)dCas9/Cas9活性的控制。研究人員分別開(kāi)發(fā)了通過(guò)PCA調(diào)控內(nèi)源基因抑制（PcaRi）、激活（PcaRa）和編輯（PcaRdel）三種控制裝置，分別用于表觀遺傳重塑和基因編輯。
?。?）設(shè)計(jì)構(gòu)建食物酚酸（原兒茶酸和香草酸）調(diào)控的生物計(jì)算機(jī)（見(jiàn)圖2）。該生物計(jì)算機(jī)安裝在細(xì)胞內(nèi)并移植到動(dòng)物體內(nèi)，可以根據(jù)原兒茶酸和香草酸存在與否的指令執(zhí)行準(zhǔn)確的邏輯運(yùn)算（包括A NIMPLY B，B NIMPLY A，AND，OR和NOR 5種邏輯運(yùn)算）。該項(xiàng)研究是合成生物學(xué)領(lǐng)域中，首次在動(dòng)物體內(nèi)實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，為以后復(fù)雜精確藥物輸出和精準(zhǔn)疾病治療奠定了基礎(chǔ)。
圖2：在小鼠中，原兒茶酸（PCA）和香草酸（VA）調(diào)控的邏輯“與”門
（3）構(gòu)建原兒茶酸調(diào)控的藥物精準(zhǔn)釋放遞送系統(tǒng)用于糖尿病治療（圖3）。為了實(shí)現(xiàn)原兒茶酸或“喝茶”調(diào)控基因表達(dá)和藥物釋放治療疾病的目的，研究人員構(gòu)建了PCA調(diào)控胰島素(用于1型糖尿病治療)或者GLP-1(胰高血糖素樣肽-1，用于2型糖尿病治療)表達(dá)的基因線路，并將基因線路穩(wěn)定上載到人底盤細(xì)胞HEK-293中，從而獲得PCA調(diào)控降血糖藥物表達(dá)釋放的人工定制化細(xì)胞。這些可控的細(xì)胞進(jìn)一步被微膠囊包裹分別移植到1型或者2型糖尿病模型鼠體內(nèi)，最終可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)口服PCA或者口服定制的濃縮綠茶調(diào)控降血糖藥物的表達(dá)釋放來(lái)維持糖尿病小鼠體內(nèi)的血糖穩(wěn)態(tài)。
圖3：PCA控制開(kāi)關(guān)調(diào)控胰島素或GLP-1表達(dá)治療1型和2型糖尿病鼠
為了測(cè)試該可控定制細(xì)胞系統(tǒng)放大后在大動(dòng)物體內(nèi)的治療效果及可行性，研究人員將原兒茶酸調(diào)控的定制化細(xì)胞通過(guò)微膠囊包裹后腹腔移植到1型和2型糖尿病猴體內(nèi)。當(dāng)糖尿病猴口服PCA后，可以激活調(diào)控體內(nèi)移植的細(xì)胞表達(dá)釋放胰島素或GLP-1，從而起到降血糖作用（圖4）。該部分研究是合成生物學(xué)研究領(lǐng)域中，基于人工基因線路的定制細(xì)胞首次在大動(dòng)物猴子體內(nèi)進(jìn)行的嘗試。為可控人工定制化細(xì)胞在今后臨床應(yīng)用又推進(jìn)了一步并奠定了基礎(chǔ)。
圖4：PCA控制開(kāi)關(guān)調(diào)控胰島素或GLP-1表達(dá)治療1型和2型糖尿病猴
值得注意的是，該工作的創(chuàng)新點(diǎn)包括調(diào)控式基因編輯裝置的構(gòu)建、藥物的精確輸送以及綠茶調(diào)控的定制化細(xì)胞治療方式，不僅可以進(jìn)一步促進(jìn)細(xì)胞治療的精準(zhǔn)化，也為基礎(chǔ)研究工作在面對(duì)復(fù)雜的特定環(huán)境下提供有用的研究工具。
然而，葉海峰研究員稱，綠茶調(diào)控的基因表達(dá)控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用還有待解決一些問(wèn)題，例如目前是利用轉(zhuǎn)座子系統(tǒng)（Sleeping Beauty）將該系統(tǒng)整合至基因組中，但該過(guò)程中發(fā)生一些錯(cuò)誤的整合是無(wú)法預(yù)測(cè)和避免的。以后，課題組可能會(huì)采用CRISPR系統(tǒng)將控制裝置更精確地整合至特定基因組上。其次，文章中所采用的人源細(xì)胞HEK-293雖然易于操作且非常適用于該系統(tǒng)，但對(duì)于臨床轉(zhuǎn)化來(lái)說(shuō)，將系統(tǒng)整合至病人的原代細(xì)胞中才會(huì)更加安全，因此，研究該系統(tǒng)在病人自體細(xì)胞（如間充質(zhì)干細(xì)胞）的調(diào)控效果在后續(xù)的轉(zhuǎn)化工作中非常重要。最后，細(xì)胞植入體內(nèi)采取的微膠囊包裹技術(shù)在延長(zhǎng)細(xì)胞生命周期上也有待改善，以實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)期的治療效果。
該研究受到了國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市科委基礎(chǔ)處合成生物學(xué)重大、重點(diǎn)專項(xiàng)的資助。該研究涉及的1型糖尿病猴子部分工作是由深圳市第二人民醫(yī)院馴化器官醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心牟麗莎教授協(xié)助完成。
糖尿病人能喝茶嗎？當(dāng)然可以，而且應(yīng)該多喝茶，因?yàn)椴枞~中的多酚類化合物和維生素C可保持人體血管正常的堅(jiān)韌性和通透性，而水楊酸甲酷、二苯胺、多糖化合物和兒茶素類化合物對(duì)人體糖代謝障礙具有調(diào)節(jié)作用，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，多喝茶可防治糖尿病。但茶的種類那么多，糖尿病喝什么茶好呢？
糖尿病喝什么茶？三種最常見(jiàn)的茶飲
1、綠茶
【降血糖原理】
兒茶素是綠茶的澀味成分，可以防止血管的氧化，有效預(yù)防糖尿病合并動(dòng)脈硬化；兒茶素還能減緩腸內(nèi)糖類的吸收，抑制餐后血糖值的快速上升。
【飲用方法】
用綠茶和菊花泡茶，不僅能疏風(fēng)散熱、養(yǎng)肝明目，還能抑制血糖上升。
2、紅茶
【降血糖原理】
英國(guó)科學(xué)家一項(xiàng)研究證明，紅茶能夠刺激胰島素的分泌，降低餐后血糖。此外，紅茶中富含的黃酮類化合物，能消除自由基，具有抗酸化作用，能降低心肌梗塞的發(fā)病率。
【飲用方法】
在紅茶中加入檸檬，有預(yù)防糖尿病患者發(fā)生骨質(zhì)疏松的作用。
3、石榴茶
【降血糖原理】
石榴茶主要是由石榴皮和葉制成的飲品，石榴葉中含有豐富的鉻，有助于改善糖尿病患者和糖耐量異常者的葡萄糖耐量，降低血糖、血脂，增強(qiáng)胰島素的敏感性。
【飲用方法】
糖尿病患者可以每天飲用石榴茶1～2杯。
糖尿病喝什么茶？三種較復(fù)雜但效果更好的茶飲
4、玉米須茶
研究指出，玉米須含有皂苷、苦味糖苷、黃酮類、有機(jī)酸等物質(zhì)，可利尿消腫，清肝利膽，還能降壓、降糖、降脂、抗癌、增強(qiáng)免疫力等。《嶺南采藥錄》更指出，玉米須和豬肉煎湯，可治糖尿病。
玉米須性味平和，大部分糖友都適合飲用，不過(guò)最好曬干后再煮茶。
5、西洋參茶
西洋參最出名的物質(zhì)莫過(guò)于皂苷。西洋參皂苷是西洋參中最主要的有效成分之一，也是生理活性最顯著的物質(zhì)，對(duì)血糖有雙向調(diào)節(jié)的作用。
何謂雙向調(diào)節(jié)？就是既可以降低過(guò)高的血糖水準(zhǔn)，又可以升高低血糖，對(duì)治療糖尿病有一定輔助作用。此外，西洋參還可以保護(hù)心血管系統(tǒng)，增強(qiáng)免疫力，抗動(dòng)脈硬化，對(duì)合並高血脂、動(dòng)脈硬化的糖友尤其適合。不過(guò)，中醫(yī)認(rèn)為西洋參性涼，脾胃寒濕的糖友不適合飲用西洋參茶。
6、火麻生態(tài)茶
與以上5種茶飲不同，火麻生態(tài)茶不但可改善糖尿病，還能改善高血壓、高血脂、便秘，長(zhǎng)壽之鄉(xiāng)鳳山、巴馬一帶人長(zhǎng)期喝，長(zhǎng)壽且較少患三高疾病?；鹇樯鷳B(tài)茶包含火麻仁、決明子、番石榴、桑葚、萊菔子、黑木耳、槐米、葛根、黃精等材料，火麻仁是著名的潤(rùn)腸通便、促進(jìn)長(zhǎng)壽、改善三高的食物，番石榴有降血糖的作用，而黑木耳、桑葚等材料也有改善三高的作用。
取亦舒堂火麻生態(tài)茶一小包，沖入170ML的沸水中，靜待三分鐘后飲用，早晚一杯。
糖尿病喝什么茶好？現(xiàn)在已經(jīng)介紹得很清楚了，還有一些細(xì)節(jié)需注意，比如喝茶時(shí)間最好在飯后一小時(shí)，以免影響消化，睡前最好別喝茶，以免失眠，而營(yíng)養(yǎng)不良、明顯消瘦及胃潰瘍的糖尿病患者，可以多喝火麻生態(tài)茶，但其他茶最好別多喝茶。
糖尿病人能喝茶嗎？當(dāng)然可以，而且應(yīng)該多喝茶，因?yàn)椴枞~中的多酚類化合物和維生素C可保持人體血管正常的堅(jiān)韌性和通透性，而水楊酸甲酷、二苯胺、多糖化合物和兒茶素類化合物對(duì)人體糖代謝障礙具有調(diào)節(jié)作用，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，多喝茶可防治糖尿病。但茶的種類那么多，糖尿病喝什么茶好呢？
糖尿病喝什么茶？三種最常見(jiàn)的茶飲
1、綠茶
【降血糖原理】
兒茶素是綠茶的澀味成分，可以防止血管的氧化，有效預(yù)防糖尿病合并動(dòng)脈硬化；兒茶素還能減緩腸內(nèi)糖類的吸收，抑制餐后血糖值的快速上升。
【飲用方法】
用綠茶和菊花泡茶，不僅能疏風(fēng)散熱、養(yǎng)肝明目，還能抑制血糖上升。
2、紅茶
【降血糖原理】
英國(guó)科學(xué)家一項(xiàng)研究證明，紅茶能夠刺激胰島素的分泌，降低餐后血糖。此外，紅茶中富含的黃酮類化合物，能消除自由基，具有抗酸化作用，能降低心肌梗塞的發(fā)病率。
【飲用方法】
在紅茶中加入檸檬，有預(yù)防糖尿病患者發(fā)生骨質(zhì)疏松的作用。
3、石榴茶
【降血糖原理】
石榴茶主要是由石榴皮和葉制成的飲品，石榴葉中含有豐富的鉻，有助于改善糖尿病患者和糖耐量異常者的葡萄糖耐量，降低血糖、血脂，增強(qiáng)胰島素的敏感性。
【飲用方法】
糖尿病患者可以每天飲用石榴茶1～2杯。
糖尿病喝什么茶？三種較復(fù)雜但效果更好的茶飲
4、玉米須茶
研究指出，玉米須含有皂苷、苦味糖苷、黃酮類、有機(jī)酸等物質(zhì)，可利尿消腫，清肝利膽，還能降壓、降糖、降脂、抗癌、增強(qiáng)免疫力等?！稁X南采藥錄》更指出，玉米須和豬肉煎湯，可治糖尿病。
玉米須性味平和，大部分糖友都適合飲用，不過(guò)最好曬干后再煮茶。
5、西洋參茶
西洋參最出名的物質(zhì)莫過(guò)于皂苷。西洋參皂苷是西洋參中最主要的有效成分之一，也是生理活性最顯著的物質(zhì)，對(duì)血糖有雙向調(diào)節(jié)的作用。
何謂雙向調(diào)節(jié)？就是既可以降低過(guò)高的血糖水準(zhǔn)，又可以升高低血糖，對(duì)治療糖尿病有一定輔助作用。此外，西洋參還可以保護(hù)心血管系統(tǒng)，增強(qiáng)免疫力，抗動(dòng)脈硬化，對(duì)合並高血脂、動(dòng)脈硬化的糖友尤其適合。不過(guò)，中醫(yī)認(rèn)為西洋參性涼，脾胃寒濕的糖友不適合飲用西洋參茶。
6、火麻生態(tài)茶
與以上5種茶飲不同，火麻生態(tài)茶不但可改善糖尿病，還能改善高血壓、高血脂、便秘，長(zhǎng)壽之鄉(xiāng)鳳山、巴馬一帶人長(zhǎng)期喝，長(zhǎng)壽且較少患三高疾病?；鹇樯鷳B(tài)茶包含火麻仁、決明子、番石榴、桑葚、萊菔子、黑木耳、槐米、葛根、黃精等材料，火麻仁是著名的潤(rùn)腸通便、促進(jìn)長(zhǎng)壽、改善三高的食物，番石榴有降血糖的作用，而黑木耳、桑葚等材料也有改善三高的作用。
取亦舒堂火麻生態(tài)茶一小包，沖入170ML的沸水中，靜待三分鐘后飲用，早晚一杯。
糖尿病喝什么茶好？現(xiàn)在已經(jīng)介紹得很清楚了，還有一些細(xì)節(jié)需注意，比如喝茶時(shí)間最好在飯后一小時(shí)，以免影響消化，睡前最好別喝茶，以免失眠，而營(yíng)養(yǎng)不良、明顯消瘦及胃潰瘍的糖尿病患者，可以多喝火麻生態(tài)茶，但其他茶最好別多喝茶。
