热门:前沿：我国科学家研发“生物黑科技装备”，一枚芯片即比较有效降糖

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我们的感情、能量、健康状况、世界观是由体内各种化学物质决定的，之所以出现精神、身体的负面状况，往往是因为有些功能细胞没有在正确的时间分泌物质。

将来我们可以用智能程序指挥身体激素的分泌，使之“规范化”、“健康化”，一定可以预防大量疾病，或者个性化治疗很多“疑难病症”。

这个愿望越来越接近了~

上周末，《science》杂志发布了集合西湖大学、苏黎世联邦理工、华东师范大学顶尖科学家成果的“生物黑技术装备”:只需一个“芯片”，使用电子设备在体外控制动物体内的激素分泌，最

图-皮下是平时注射做皮试的位置

芯片的外观如下图所示。 比硬币小，但五脏俱全的生物电子设备。

因为是小型的，所以这个芯片可以很好地埋入生物动物的皮下。 面具追求的“人与人共生”的味道吗？

图-黑科技皮下芯片，丑但强

其次，科学家试图用这个芯片治疗糖尿病。

I型糖尿病的病因是胰岛β细胞胰岛素分泌不足，科学家将基因改造后的人工胰岛β细胞放入芯片左侧的水槽中，将其植入糖尿病小鼠背部的皮下位置。

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人工填补这个细胞有什么意义？

普通的β细胞需要经历

环境中的细胞介质、辅助因子、信号因素→β细胞膜去极化→电压依赖于钙通道激活→环境中的钙离子内流→基因表达而变化

这一系列复杂的步骤最终可以分泌胰岛素，但糖尿病患者体内的这些过程几乎受损，不是灵通！

本研究中使用的人工β细胞不需要上述很多复杂的“环境要求”，在芯片释放指令后直接引起钙离子内流，然后从人工细胞分泌胰岛素。

因此，只要将芯片激活程序写入一个外部信号发送机(可以看作芯片的“遥控板”)，在需要控制血糖的情况下(例如饭前)接通发送机，就可以无线远程控制芯片，降低血糖。

改造胰岛β细胞形象

现在注射到I型糖尿病的速效胰岛素约15-20分钟后生效。

本研究的这种智能芯片的有效时间也非常接近:打开发射器仅10分钟就激活了小鼠的体内芯片，15分钟后小鼠的血糖开始下降。

图-实时监视下的小鼠血糖

听起来很激动人心吗？ 即使不注射，也不吃药，只要动一点手指，就可以向体内发送生物信号，改变身体整体的糖代谢状态。 发送微信通常很简单。

但是，现在这个设备只成功地应用于动物，为了造福人类，造福大众，必须进行更新换代，处理两个明显的“缺陷”。

1、便携性不够

首先，不是便携式的。 埋入芯片本身很小(对于下图的民间生物黑客手机这样的大设备……)。 但是，与之相应的体外信号发射器体积很大，我们需要随身携带(就像蓝牙耳机和手机一样)。 这感觉像是背着全天候的心电图监视器。

虽然有人说“有市场就能改善”，但我希望计算机在短短半个世纪内从一个房间变成手掌般大，发展成更轻实用的设备。

图-民间“生物黑客”的嵌入式设备，小型手机真的很重要！

2、小费消耗太快

第二个明显的缺点是芯片消耗太快了。

本文认为，芯片池中的人工β细胞在3周后会枯竭，因此必须人为更换，与1天注射胰岛素(至少需要4次)相比，I型糖尿病患者的“讽刺痛苦”频率降低，但使寿命更长的芯片进一步

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那么，为什么这个“又大又痛”的设备会在《science》杂志的要点上被解读呢？

因为科学家们看到了这项技术“进一步优化”后的潜在运用空间！

如开头所述，人体的所有舒适和不快感来源于神经内分泌系统一次“打破稳定状态”和“重建稳定状态”，如果我们能用基因制造不同组织器官的细胞(用干细胞技术得到年轻的人类来源内分泌细胞，

图-神经和内分泌联系相互作用

做不完全的“尽情”！ 升级版的发射机只需直接省略沉重的“遥控板”，向手机app写入程序，打开或关闭该app，即可一键控制体内的多种激素。

结果显示，甲状腺激素不足引起的甲减、垂体生长激素不足引起的侏儒、性激素不足引起的性欲减退、不育不育、瘦素、饥饿激素分泌障碍引起的肥胖、松果体褪黑素不足引起的睡眠障碍、神经递质障碍引起的神经-精神疾病等

图-与激素分泌有关的疾病(部分)

时间派评价

这篇研究报道的创新之处在于，科学家通过基因改造获得了可以人为操作的β细胞，把这些细胞放入患者体内后，通过像娃娃一样“听话”，成功地代替了生病的“工厂零件”。

除了在治病方面有很大潜力外，这项技术也有望延缓衰老:如果能改造越来越多种类的体细胞(依靠基因技术更成熟！ 许多器官在老化过程中萎缩、凋亡的现象已经不可怕了。 比如补充胸腺激素，延缓免疫系统，甚至全身老化。 代价性腺的分泌功能，延缓生殖老化……。

但是同样，应该看到这项技术背后的风险。 人体内部相对“封闭”，嵌入数字设备意味着将生命活动和计算机程序融合在一起，这些程序被制作、矫正、自然攻击、篡改。 想象一下:黑客们像黑星backswifi一样侵入你的信号发送器(或手机app )，在你的极限运动时篡改糖、脂肪代谢，让肌肉细胞的能量“不应该供给”。

the end

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参考文献

krzysztof krawczyk et al .，()，electrogeneticcellularinsulinreleaseforreal-timeglycemiccontrolintype1diabetic mice，science

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