得克萨斯农工大学健康生命科学与技术研究所研究人员提出一种将咖啡因与CRISPR基因编辑工具结合的化学遗传学方法，尝试以常见膳食成分作为外部信号，精确调控细胞内基因表达与基因修饰过程。相关研究已发表于《Chemical Science》。

研究由该校生命科学与技术研究所转化癌症研究中心教授兼主任周宇斌团队开展。研究人员介绍，化学遗传学的核心思路是利用外源施加的小分子（通常为药物或膳食化合物）触发细胞内经基因工程改造的“开关”，从而控制细胞行为；与传统药物可能对多种组织产生广泛影响不同，这类方法旨在仅作用于被预先编程、能够响应信号的细胞。

在该研究设计中，团队首先通过既定的基因转移方式，将编码纳米抗体、其匹配靶蛋白以及CRISPR机制的相关基因导入细胞，使细胞能够自行产生所需组分，形成可被外部信号调控的分子框架。随后，当外部摄入约20毫克咖啡因（例如来自咖啡、巧克力或汽水）时，咖啡因可触发纳米抗体与靶蛋白结合，进而启动细胞内由CRISPR驱动的基因修饰。

研究人员还表示，该方法可用于激活T细胞。团队认为，能够对这些细胞进行外部触发式的激活，或可为引导免疫系统针对特定疾病作出反应提供新的研究路径。

在“启动”之外，团队也报告了对“停止”环节的控制：某些药物可通过促使相关蛋白分离来逆转上述过程，从而阻止进一步的基因变化，为系统提供可逆性与额外控制。研究人员举例称，在治疗场景中，临床医生或可暂时暂停基因修饰活动，待条件合适时再重新激活，以实现随时间调节而非持续开启。

周宇斌在研究中提到，该体系还可与雷帕霉素诱导系统协同设计，通过添加不同分子实现相反效果：在某些构型下，咖啡因可促使蛋白结合；而在另一构型下，雷帕霉素等药物可促使蛋白分离。雷帕霉素是一种广泛使用的免疫抑制剂，传统上用于器官移植患者的抗排异治疗。

研究人员将可被咖啡因激活的工程化纳米抗体蛋白称为“咖啡体”。团队表示，基于“咖啡体”的策略未来或可用于多种疾病相关研究与治疗设想，例如通过工程化细胞调节胰岛素产生，或在癌症治疗中将该系统构建进T细胞，以化学遗传方式控制免疫系统攻击肿瘤的时间、地点和强度。

在动物模型实验中，团队报告咖啡因及其代谢产物（如可可碱）能够触发反应并允许CRISPR编辑。研究人员称，与既有一些激活技术相比，该方法的特点之一是可在咖啡因代谢时间窗口内进行数小时的调控，并可通过施用雷帕霉素作为停止信号终止过程，从而实现更协调的“启动—停止”控制。

团队表示，下一步将推进更多临床前研究，并探索“咖啡体”与CRISPR在更广泛疾病中的应用路径。研究人员强调，咖啡因或雷帕霉素等分子在该框架中并非作为疗法本身，而是作为复杂细胞与基因疗法的精确控制信号；由于这些化合物已被充分了解，相关策略或为转化应用提供更可行的路径。