肥胖和代谢综合征人数在全世界领域内迅速增长，并会导致高发病率和殒命率。医疗界一向在沉点关注着肥胖及其并发症的发展预防和医治战术。在哺乳动物中，棕色脂肪组织（BAT）和白色脂肪组织（WAT）均可推进全身能量稳态，但是它们的解剖结构、状态和职能却大不一样。

BAT的激活增长能量亏损，它的活性与身段质量指数和脂肪量成反比，这使得BAT有望成为一个抗肥胖医治剂。BAT由于其怪异的解偶联蛋白1（UCP1）表白而产生热量，该蛋白通过将质子动力与三磷酸腺苷的产生解偶联来耗散能量。只管UCP1的表白在基础前提下仅限于BAT，但长功夫的冷露出或β3-肾上腺素刺激不仅能够增长BAT中UCP1介导的产热能力，还能够激活WAT中褐色样米色脂肪细胞的荟萃。在成人中，WAT散布在全身并位于浅层脂肪垫上；但BAT存在于深层脂肪垫的较幼区域，例如子宫颈、锁骨上和椎旁区域
Ｋ伎嫉狡浞崴缎院吞厥獾匚，WAT更容易获得和把持。WAT诱导的褐变可能拥有预防或医治肥胖症和与肥胖有关的代谢异常的巨大潜力。

在先前的钻研中已经批注，幼鼠UCP1的异位表白能够使骨骼肌和脂肪组织免受饮食诱导的肥胖，猪不足职能性的UCP1基因，而白色脂肪中UCP1的异位表白推进了脂解和耐寒性。这些钻研明显地证了然异位过表白的UCP1在动物中的抗肥胖作用。然而，尚不明显通过激活内源性UCP1基因座位能否在人类中沉现这些作用。

自体细胞疗法是一种优选的医治过问措施，其中将细胞取自个别并施用于统一个别以使免疫倾轧最幼。自体细胞疗法一向长短；钤镜淖暄辛煊，如CRISPR。CRISPR-Cas9系统为哺乳动物细胞中的基因组编纂提供了壮大的伎俩，并且已经在CRISPR-Cas9的基础上开发了几种新工具来实现基因表白的靶向抑造或激活。在CRISPR激活技术中，将核酸酶失活的Cas9与反式激活域融合，并由靶向特定启动子的单向导RNA领导，该合成转录复合物能够激活内源基因的表白。CRISPR激活系统已被用于驱动各类幼鼠和人类细胞类型的分化、转分化和沉编程。然而，尚未测试过CRISPR工程刷新的细胞对全身代谢的影响及其匹敌肥胖和与肥胖有关疾病的医治潜力。

CRISPR激活的高级版本之一是协同激活介体（SAM）系统，其中dCas9与融合蛋白结合，该融合蛋白由来自激活B细胞核因子κ轻链加强子（NF-κB）的两个转录激活域组成和热休克因子1（HSF1）协同推进转录。近日，钻研人员在人类白色前脂肪细胞中使用了CRISPR-SAM系统来激活UCP1基因表白。除了表征这些CRISPR工程化的人类细胞表，还通过医治幼鼠的肥胖症和代谢错乱证了然这些细胞的医治潜力。该项钻研成就颁发在《Science Translational Medicine》上。

CRISPR-SAM对UCP1的内源性激活触发了人类白色脂肪细胞中的褐色样表型

钻研人员选取了CRISPR-SAM系统来增长人类白色前脂肪细胞中内源性UCP1的表白，共设计了四种分歧的领导RNA靶向人类UCP1上游约50至150bp基因和不变表白的编码dCas9的载体与病毒蛋白转录激活子的四个串联沉复序列融合。将CRISPR-SAM系统与gRNA A到D的慢病毒转导到源自两个受试者的人类白色前脂肪细胞中。gRNA-A使UCP1 mRNA 增长约6000倍，使UCP1蛋白增长约20倍。这些发现批注，将靶向UCP1的 CRISPR-SAM和sgRNA结合使用，能够通过开启内源性UCP1表白将人的白色前脂肪细胞刷新成人的褐色样细胞。

与短缺sgRNA的原始人类白色脂肪细胞相比，HUMBLE细胞在成脂分化后维持了较高的UCP1表白。然而，UCP1在HUMBLE细胞中的表白略低于统一幼我的分化棕色脂肪细胞。与白色对照组脂肪细胞相比，HUMBLE细胞显示出升高的GLUT1 mRNA。与棕色对照脂肪细胞相比，HUMBLE细胞导致线粒体活性和线粒体DNA含量增长。与白色对照脂肪细胞相比，HUMBLE细胞显示出更细长且衔接的线粒体网络，类似于棕色对照脂肪细胞的线粒体状态。

除了拥有棕色对照脂肪细胞的分子和结构特点表，HUMBLE细胞还获得了棕色脂肪样职能性表型。与白色对照组细胞相比，HUMBLE脂肪细胞使用葡萄糖作为底物时，其葡萄糖摄取量、基础呼吸频率、质子泄漏和福司可林（FSK）依赖性耗氧率（OCR）增长。与白色对照组细胞相比，它们还拥有更高的脂肪酸依赖性OCR能力，而脂肪酸的摄取没有扭转。使用热敏荧光染料，钻研人员直接丈量了造就细胞产生的热量，发现与福司柯林相比，HUMBLE细胞比白色对照细胞产生更多的热量。这些发现批注，HUMBLE细胞在使用葡萄糖或脂肪酸作为燃料起源方面拥有热学能力。

HUMBLE细胞沉构幼鼠的职能性脂肪细胞

基因工程或药理诱导的米色/棕褐色细胞的移植可改善幼鼠体内的代谢稳态。为了确定HUMBLE细胞在体内的代谢影响，将白色对照、HUMBLE和棕色对照前脂肪细胞与Matrigel混合，而后移植到免疫职能低下的裸鼠的胸骨区域。移植后2周，HUMBLE细胞在三种移植细胞系中显示出最高的萤光素酶信号。到第4周在棕色对照细胞和HUMBLE细胞中都检测到大量的UCP1表白，这批注棕色对照前脂肪细胞已分化为成熟的脂肪细胞，且UCP1表白上调。另表，别离通过幼鼠CD31和酪氨酸羟化酶的阳性染色所示，移植的组织变得血管化和受神经摆布。钻研人员在幼鼠血清中检测到人脂联素，这批注这些移植物拥有能够作为内排泄组织排泄脂联素或其他因子进入循环系统的职能。总之这些数据批注，移植的前脂肪细胞能够在体内沉构脂肪组织，从而在体表概括这些细胞的表型。

HUMBLE细胞推进幼鼠葡萄糖代谢和生热

为了钻研HUMBLE细胞是否能预防幼鼠DIO代谢错乱，钻研人员监测了移植前2周接受45％高脂饮食（HFD）喂养的受体幼鼠的代谢表型。接受HUMBLE和棕色对照脂肪细胞的幼鼠比接受白色对照细胞的幼鼠体沉减轻。与接受白色对照细胞的幼鼠相比，使用HUMBLE或棕色对照细胞移植的幼鼠的葡萄糖耐量和胰岛素敏感性也提高了约30％至35％。血清胰岛素没有统计学上的显著变动。然而，与接受白色对照细胞的幼鼠相比，在HUMBLE和棕色对照细胞组中循环甘油三酸酯的浓度降低了。与接受白色对照细胞移植的幼鼠相比，棕色对照脂肪细胞移植使幼鼠在冷露出时可能维持更高的主题体温。

为了进一步验证HUMBLE细胞在体表和体内的代谢作用，钻研人员使用从另一个个别和一样的CRISPR-SAM系统分离的白色前脂肪细胞天生了另表的HUMBLE细胞系。与上述对供体A41产生的细胞的；ぷ饔靡恢，由供体A38产生的HUMBLE细胞在体表也显示出很高的产热潜力，并且当使用一样规划进行体内移植时，其糖耐量、胰岛素敏感性和糖耐量均得到改善。这些了局批注基于CRISPR的HUMBLE细胞战术合用于分歧的人类受试者。

巨大的细胞移植改善饮食诱发的肥胖幼鼠的新陈代谢

为了查抄使用HUMBLE细胞医治肥胖症的潜力，钻研人员将细胞移植到DIO裸鼠中。移植了HUMBLE或棕色对照细胞的DIO幼鼠的体沉比移植了白色对照细胞的幼鼠轻，这与葡萄糖耐量和胰岛素敏感性的显著提高以及移植后4周的循环胰岛素浓度降低有关。与移植了白色对照细胞的幼鼠相比，移植了HUMBLE或棕色对照细胞的幼鼠的肝脏脂质含量降低了，内源性BAT和皮下WAT中的脂质滴大幼相应降低了。总之，这些数据批注，HUMBLE细胞移植可能是潜在的抗肥胖医治战术。

HUMBLE细胞移植在体内激活内源性鼠BAT

与拥有白色对照细胞移植的幼鼠相比，接受HUMBLE或棕色对照细胞的幼鼠从循环中断根葡萄糖放射性示踪剂的速度更快，这归因于内源鼠BAT中葡萄糖的摄取增长，而不是移植细胞对葡萄糖的摄取增长。内源性scWAT或骨骼肌中的葡萄糖摄取或任何上述基因的表白没有变动。从职能上讲，与接受白色对照细胞的幼鼠相比，接受HUMBLE或棕色对照细胞的幼鼠的内源性BAT左近的表表温度更高，提醒受体幼鼠适应性生热的激活。这些数据批注，HUMBLE和棕色对照细胞能够激活内源性BAT。

了局与会商

在本钻研中，钻研人员使用CRISPR-SAM系统工程刷新了人类白色前脂肪细胞，以激活内源性UCP1基因并驱动类似棕色的表型。通过利用配对的人类白色和棕色前脂肪细胞系可能将工程刷新的HUMBLE细胞及其同基因的亲本白色对照细胞与统一个别的真正的棕色对照细胞进行比力，从而提供正确的表型比力。钻研数据证了然CRISPR工程化的HUMBLE细胞在预防和医治肥胖症方面的临床前医治潜力。HUMBLE细胞的移植可大大改善幼鼠体内的葡萄糖稳态。

在钻研中，移植的人类前脂肪细胞原位分化为脂肪细胞，更沉要的是在肥胖的幼鼠模型中，脂肪细胞职能所需的血管化和神经摆布得以发展。此表，移植的细胞在体内存活了至少12周，因而这些细胞对幼鼠体内葡萄糖稳态的有益作用得以持续。了局批注，基于HUMBLE细胞的疗法可潜在地用于匹敌高热量饮食引起的代谢错乱。

此项钻研存在肯定的局限性，钻研人员使用免疫职能低下的裸鼠作为HUMBLE细胞移植的受体，以预防人类细胞移植的免疫倾轧。但是，免疫受损的幼鼠中特异性免疫细胞和细胞因子的不足可能会影响代谢评估的了局和诠释。CRISPR这一被称为“魔剪”的基因编纂工具在基因工程利用方面被寄托厚望，其凭借着成本便宜、操作方便以及效能高蹬着点已经成为了生物科研的得力副手，但不成否定的是CRISPR目前依然面对着易脱靶等等的问题与挑战，JDB电子作为新药研发CRO也会持续关注基因编纂技术的发展，等待CRISPR技术发展成熟的那一天，为人类健康贡献力量。