はじめに: 分離細胞保存の新しいフロンティアとして編集する

遺伝子編集技術の出現は、根本的に生物医学的研究の風景をシフトし、生体細胞の遺伝的コードを書き換える精密なツールを提供しています。糖尿病患者にとって、膵臓の細胞の損失または機能障害が低下する糖尿病患者にとって、そのインシュリン生成工場は、疾患の心臓部にある、これらの技術は特定の約束を保持します。アイレット細胞移植は、長期にわたって治療オプションであり、その広範囲にわたるアプリケーションは、免疫疾患の低下や免疫疾患の回復に耐える可能性があるため、免疫疾患の増殖因子を克服することは、免疫組織の低下や免疫組織の低下を克服する可能性があります。

グルコースホメオスタシスにおけるイソレット細胞の重要な役割

ランゲランは、パンクレア全体に散らばる微生物群体であり、総パンクレアマスの1〜2%を占めています。 しかし、それらは代謝制御のために不可欠です。 各アイソレット内で、5つの主要な細胞タイプはコンサートで働きます:ベータ細胞(インシュリン)、アルファ細胞(グルカゴン)、デルタ細胞(ソマトスタチン)、PP細胞(パンクポリペプチド)、およびエプシロン細胞(グルクリン)は、これらの細胞が、ほとんどの細胞が、これらの細胞が、これらの細胞を免疫細胞に障害を及ぼすときに、これらの細胞は、これらの細胞が、細胞が、最も多くは、細胞が、細胞の細胞の細胞が、細胞の細胞が、細胞の細胞の細胞が、細胞の細胞の細胞の細胞が、細胞の細胞の細胞を、または細胞を、細胞の細胞の細胞を、または細胞を、または分泌尿素因果樹皮下にあるとされる。

タイプ1糖尿病:Autoimmuneのdestruction

型 1 糖尿病 (T1D), オート反応 T リンパ球によって運転される自己免疫の攻撃は、具体的にターゲットを絞ってベータ細胞を破壊します. プロセスは、通常、臨床診断の前の年から始まります, 時間の症状によって現れます, ほとんどのベータ細胞は除去されています. 患者は、生命のための外因性インシュリン注射やポンプ治療に依存しなければなりません, 集中管理さえ, 腹筋制御は、不完全です, などの長期合併症につながる, 神経疾患, 神経疾患, 神経疾患, 神経疾患, 神経疾患, 神経疾患, 神経疾患, 神経疾患, 神経疾患, 神経疾患, 神経疾患, 神経疾患, 神経疾患, 神経疾患, 神経疾患, 神経疾患, 神経疾患, 神経疾患, 神経疾患, 脳卒障害, 脳卒中症, 脳卒中症, 脳卒中症, 脳卒中症, 脳卒中症, 脳卒, 脳卒中症, 脳卒中症, 脳卒中症, 脳卒中, 脳卒中症, 脳卒中

タイプ2糖尿病:機能的なデクラインおよびメタボリックの圧力

タイプ2糖尿病(T2D)は、進行性ベータ細胞機能と相まってインスリン抵抗によって特徴付けられます。 時間が経つにつれて、高血症、高脂肪酸、および炎症性シトキネへの慢性暴露は、アイレット細胞に重度の代謝ストレスを発症する。 これは、酸化ストレスの増加、子宮内膜性関節症(ER)のストレス、および時事性アトポトーシスにつながる。 ライフスタイルの修正と薬は、増殖を遅らせることができますが、多くのTDuteldは、脂肪細胞および脂肪細胞の生存を増加させる。

遺伝子の編集技術:精密修正のためのツールキット

Gene編集は、ゲノム内のDNAシーケンスのターゲットにされた変更を意味します。 いくつかのプラットフォームが開発され、それぞれに独自の強みと制限があります。 最も広く採用されているのは、CRISPR-Cas9です。 細菌適応免疫システムから派生しています。 CRISPRは、Cas9の核を特定のDNAシーケンスに誘導し、それが二重線路面電車を作成します。 セル独自の修復機械が、小さなインサートまたは削除(indel-ho-R)を組み込むときに、通常のガイドを組み込むことができます。

Cas9を超えて、Cas12a(Cpf1)やCas13(targeting RNA)などの新しいバリエーションは、ツールボックスを拡大します。ベース編集、デリバティブテクノロジーは、複数の核種を別のもの(例えば、C→TまたはA→G)に直接変換し、二重線路の破壊を必要としないため、未知の変異のリスクを軽減します。プライマリ編集は、特に、これらの測定結果が、より詳細な測定結果が、より詳細な測定結果が向上するかどうかを検証することで、より詳細な分析結果が向上します。

亜鉛フィンガーヌカゼ(ZFN)や、転写活性化剤のような効果器核酵素(TALENs)などの古いツールは使用中に残っていますが、CRISPRの設計のしや多重化能力の容易さは、それが優位プラットフォームになりました。アイレット研究のために、CRISPRはベータ細胞を免疫攻撃やストレスに脆弱にし、保護遺伝子にノックアウトし、エンドウザーウェイ修復を活性化するために使用しました。

離島細胞の配送アプローチ

遺伝子の編集コンポーネントをプライマリアイレットセルに配信することは、重要な技術的ハードルです。 不当な点は、効率的にトランスデュースすることが困難である多細胞クラスターです。 ウイルス性ベクトル - 特にアドノ・アソシエーションウイルス(AAV)およびレンチウイルス - 一般的に使用されるが、それらは制限されています:AAVには限られたパッケージング能力(〜4.7 kb)があり、クラスター内のすべての細胞全体で均一な編集を達成することはできません。 Lentivirusは、遺伝子の除去方法に直接関与することができますが、非公式な検査システムが、非公式な検査システムに関与するかどうかを検証します。

資産のリスクを抑制する戦略的アプローチ

研究者は、糖尿病に直面している侮辱からアイソレット細胞を保護するために、いくつかの異なるが補完的な遺伝子編集戦略を追求しています。これらは、免疫の侵食、ストレス抵抗、再生に広く分類することができます。

免疫のエヴァンス

移植されたアイレット細胞を保護するための最も直接的な方法の1つは、免疫システムに見えないものを作ることです。 MHCクラスのI分子の主要特性であるヒト互換性複合体(MHC)クラスは、T細胞認識をトリガーする抗原を示す分子です。遺伝子エンコーディングをノックアウトすることにより、MHCクラスIの必須成分であるMHCクラスIの遺伝子エンコーディングをノックアウトすることにより、研究者はCD8 + cytotoxic T細胞に抗原を提示できない、シスレットセルを生成しました。しかし、MHCクラスIをノミクロブグロリン(B2M)、そのような細胞を発現させることができる、そのような細胞は、このような抗体を発現する細胞を発現する細胞を、または非免疫細胞を発現させることができる。

別の免疫の蒸発戦略は、局所的に免疫反応を抑制する免疫調節タンパク質を発現することを含みます。例えば、小冊子細胞のチェックポイント分子PD-L1のトランスジェニック式は、活性T細胞のPD-1受容体を関与させ、排気やエネルギーを誘導することができます。同様に、CTLA-4-IgまたはIL-10の分泌物は、許容性微分体を生成できます。前方モデルでは、これらの変更は免疫システムなしでも延期しています。

ストレスの抵抗

分離細胞は酸化ストレスに特に脆弱です。なぜなら、それらは、過酸化物性酵素(SOD)、白猫、およびグルタチオン性抗酸化酵素などの内因性抗酸化酵素の低レベルを発現するからです。遺伝子の編集は、これらの防御力を高めることができます。例えば、核因子エリスチロリソウ2(NRF2)の構成的に活性形態でノックし、抗酸化遺伝子のマスターレギュレータは、抗酸化物質のβを予防するために示されています。 抗原発症および免疫症の抗原発症に対する抗原薬 - または免疫細胞の低下症に対する抗原薬 - 抗原薬 - または免疫細胞の発現 - 抗原発症 - 抗原発症 - 抗原発症 - または免疫細胞 - 抗原発症 - 抗原発症 - または免疫細胞 - 抗原発症 - 抗原発症 - 抗原発症 - 抗原発症 - 抗原発症 - 抗原発症 - 抗原発性 - 抗原発性 - 抗原発性 - 抗原発症 - 抗原発症

さらに、ER ストレスはベータ細胞機能障害において大きな役割を果たしています。 展開されていないタンパク質反応(UPR)経路は、細胞の生存を高めるために調整することができます。 XBP1、ATF4、またはCHOP などの遺伝子の編集は、適応に対するアポトーシスからの残高をヒントにする可能性があります。 しかし、通常のタンパク質の折りたたみを損なうか、発熱性変化を誘発するべきではありません。

再生と増殖

既存のセルを保護するための代替手段は、生存するイレットセルまたは他のセルタイプから新しいベータ細胞の再生を刺激することです。遺伝子編集は、β細胞の開発と機能に重要な転写因子を活性化するために使用することができます。例えば、非ベータ細胞(アルファセルや膵管細胞)におけるPDX1のectopic式は、トランスデュースインプロントランスフォーメーションを駆動することができます。CPRは、CDX1は、非ベータ細胞(アルファセルやパンクレオナティックダクターセルなど)の細胞を活性化する細胞を、CPRDモデルを活性化させるためのCDX1を、CPRDモデルを生成します。

別のアプローチは、既存のベータ細胞の増殖を誘発するために細胞サイクルレギュレータを標的することです。 サイクリンD1、CDK4、およびWNTのシグナル伝達コンポーネントなどの遺伝子は、再依存症を高めるために操作されています。 しかし、制御されていない増殖は腫瘍の形成のリスクを担います。そのため、臨床翻訳に必要な潜在的またはリバーシブルシステムが必要になります。 研究者は、必要に応じて、必要に応じて、自殺スイッチまたは薬物制御可能なシステムを探求しています。

臨床的進歩と臨床的進歩

プレプリンシカルな作業の体は、アイレット保護のための遺伝子編集の実現可能性をサポートしています。 2019年、に公表されたランドマーク的な研究は、CRISPR-edited豚が3つの主要なキセノアンティゲン(GGTA1、CMAH、B4GALNT2)が非ヒトの移植に耐えられることを実証しました。この関与するキセノトランスファーは、Francis[F]の遺伝子を変換し、それらを変換するために、FALNT2を、より長く使用しました。

T1Dフィールドでは、ViaCyte(現Vertex Pharmaceuticals)は、マクロカプセル化装置を使用して、免疫攻撃から細胞を保護するための幹細胞由来のアイレット交換製品(PEC-Encap)を高度化しました。遺伝子が編集されていない間、このアプローチは免疫保護の必要性を強調しています。遺伝子編集によるカプセル化を組み合わせて、局所免疫調節器を発現することは、論理的次のステップです。いくつかの学術グループは、「ユニバーサルドキュベータ細胞」で動作し、これらの遺伝子は、遺伝子細胞を破壊し、遺伝子細胞を転移させることができる、および遺伝子細胞を遺伝子細胞を転移する細胞を抑制します。

遺伝子の編集によるイソット細胞生存をターゲットにしている臨床試験はまだ始まったばかりではありませんが、免疫細胞(例えば、CAR-T細胞)を編集するための関連試験は、規制と安全の優先順位を提供します。 CRISPR-editedソマティックセルを使用しての最初のヒトの試験は、2016(NCT02793856)で発売され、その後、移植可能な細胞の生存率をサポートしているため、安全データは蓄積されます。 なぜなら、検体は、ほとんどの場合、長期的検査および治療の開始前に、または長期的検査を中止する可能性があります。

チャレンジとロードブロック

約束にもかかわらず、遺伝子の編集されたアイレット細胞が標準的な療法になる前に、いくつかの実質的な課題を対処しなければなりません。

オフターゲター効果とモサイシズム

CRISPR-Cas9は意図したターゲットシーケンスに似たゲノムサイトで不変にカットすることができ、意図しないミューテーションにつながる。バイオインフォマティクスツールと改良されたCas9のバリエーション(例えば、高忠実度SPACas9)は、オフターゲティングレートを削減しましたが、それらは完全に排除されていません。アイレットクラスターでは、編集は多くのセルで同時に実行されなければならない、モザイクのリスクは、いくつかのセルが編集され、他の細胞は、それが十分に機能する効果がないことを保証するものではありません。

配達およびスケーラビリティ

遺伝子の編集試薬を主要なヒトアイレットに届けることは、細胞線と比較して非効率です。 密な細胞行列とアクセスが困難である細胞のコアを持つ3次元構造、ひもの均一な編集。 電化は、高効率を達成することができますが、多くの場合、生存率を低下させる可能性があります。 ウイルスベクトルは、表面細胞だけをトランスデュースすることができます。 臨床使用のために、スケーラブルで再現可能な製造プロセスを開発する必要があります。 これは、幹細胞由来の細胞のために特に困難であるが、既に異なるプロトコルを必要とする、異なるプロトコルが必要です。

倫理的および規制的考慮事項

遺伝子の細胞の編集(イソレツなど)は、一般的に、変更が重くないため、倫理的に許容されると考えられています。しかし、オフターゲト効果、長期的安全、腫瘍性症の潜在的な懸念は、厳しい監督を必要とします。FDAやEMAなどの規制当局は、ソマチックセル遺伝子治療製品のためのガイドラインを発行していますが、遺伝子の編集のための特定のガイダンスはまだ進化しています。ガームラインは、この活動について、このリスクは、この要因に関連していませんが、透明性のある要因は、この要因は、一般に、一般に、公益的なコミュニケーションに関する重要な要素です。

Tセルを超えて免疫の複雑性

T細胞に対して働く免疫の蒸発の作戦は、マクロファージ、ニューロフィリン、または補足のような不変の免疫成分から保護しないかもしれません。 異物入口の接尾根は、血管内移植の即刻の血中炎症反応(IBMIR)をトリガーします。 遺伝子の編集は、規制タンパク質(例えば、CD46、CD55、CD59)を補完するために、分離された細胞表面に進化したが、包括的な保護は、免疫組織の代替手段を識別する可能性がある。

将来の見通し:糖尿病のための機能的なキュアに向かって

遺伝子の編集、幹細胞生物学、および材料科学の収斂は、糖尿病の機能的治療に対する現実的なパスを提供します。 ほぼ一律(5〜10年)に、私たちは人間の胚性幹細胞から派生するエクセプト遺伝子活性の隔離された隔離の臨床試験を見る可能性が高いか、または誘発性幹細胞を誘導する可能性があります。 これらの細胞は免疫の蒸発とストレス耐性のために設計され、その後、免疫細胞の免疫依存症を予防する一方の栄養素が免疫疾患を予防することを可能にする生体適合装置でカプセル化されます。

長期的には、ウイルスベクトルまたは脂質ナノ粒子を使用してベータ細胞に内因性膵細胞(アルファ細胞やアシンガー細胞など)を直接再プログラムするために、Ventrice遺伝子編集が使用されることがあります。これは完全に移植の必要性を排除します。 特定の細胞の細胞の]に公表された実証済みの研究は、Cell Stem Cellを2022に示したが、Cellの細胞の細胞の注入が、CPRFLTおよび質量分析装置に特定の細胞の細胞の注入が、Cellの細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の有効化が、および細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の形成に重要な効果が示される[FLTF]である[FLTF]および細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の細胞の

パーソナライズされた薬は、役割を再生します。特定の遺伝的背景を持つ患者は、調整された編集から利益を得ることができます。例えば、HNF1Aまたは]の突然変異によって引き起こされるmonogenic糖尿病(MODY)の個人は、遺伝子の編集と再植えられたことによって矯正された独自のベータ細胞を持つことができます。CRIS-PRベースの診断と将来の診断の組み合わせは、同じ治療を可能にし、同じ治療を可能にします。

学術センター、バイオテクノロジー企業、規制機関とのコラボレーションは、進捗を加速することが重要になります。JDRFやAmerican Diabetes Associationなどの組織を含む1型糖尿病研究コミュニティは、既に遺伝子編集を優先領域として確認しています。継続的な投資と慎重な科学では、編集されたアイレット細胞を介して天然インスリン産生を修復する長期的な目標は、臨床的現実になるかもしれません。