华东师范大学的叶海峰和邵佳伟等人发现，细胞经光遗传学工程改造，在智能手机的控制下能生成胰岛素，从而帮助糖尿病小鼠将血糖水平维持在正常范围内。
手机开发的不断进步使得智能手机俨然成为装备了复杂摄像头、超高分辨率液晶显示器、强大微处理器和多个电容式传感器的功能强大的移动式电脑。21世纪的生活越来越依赖智能手机，大量用户在其手机中储存了海量个人信息（包括银行账户、健康数据和实时GPS定位）。随着这些数据不断地与在线云存储同步，智能手机可在任意地理位置提供即时的按需服务。
智能手机用于移动医疗（mobile health，mHealth）正在将医疗卫生转变成以患者为中心的模式。智能手机诊断最初仅基于高分辨率成像和显微技术，目前转而关注先进的mHealth设备：将智能手机的数据分析能力与即时技术（point-of-care technologies，POCTs）的快速、简单和稳健的检测程序结合起来。在典型的远程医疗情境下，患者在家利用微创即时诊断方法，快速且准确地测量一滴血中靶疾病标记的表达，将信息上传至开启mHealth的智能手机上，并将数据与医生或看护者分享，即可咨询治疗或预防干预措施。
随着智能手机在我们的日常生活中扮演的角色日益重要，采用移动医疗系统来管理慢性疾病正受到越来越多地关注。研究人员采用了多学科（包括电气工程、软件开发和合成生物学）设计原则，搭建了一个技术平台，使智能手机辅助的半自动糖尿病治疗在小鼠中得以实现。一个订制的服务器SmartController被用来处理无线信号，使智能手机能够调节植入糖尿病小鼠体内的光学工程细胞的激素生成，该过程是通过远红光（far red light，FRL）反应性光遗传学接口实现的。为开发该无线控制网络，研究人员设计并植入了携带工程改造的细胞和无线供电的FRL发光二极管（light-emitting diodes，LEDs）的水凝胶胶囊（被称为HydrogeLED）。在体内，水凝胶中工程细胞产生人胰高血糖素样肽1（human glucagon-like peptide 1，shGLP-1）短变异体或小鼠胰岛素的过程，可被智能手机程序远程控制，或者被定制的启用蓝牙的血糖仪以一种血糖依赖性、半自动的方式进行远程控制。通过将电子装置生成的数字信号与光遗传学工程细胞结合起来，研究人员将基于细胞的疗法向临床转化推进了一步。
该FRL智能控制系统主要包括三个部分：智能手机、智能电子主服务器盒子（SmartController）和LEDs。研究人员可用手机远程控制LEDs来驱动细胞基因表达（胰岛素的生成）。研究人员可通过手机控制LEDs的光照强度，设置LEDs打开或关闭的时间。
研究人员首先建立了FRL照射下可产胰岛素的细胞：将生物相容性FRL光源用作载波信号，并借助两种FRL驱动的工程细胞系统（分别基于c-di-GMP合酶BphS和c-di-GMP特异性磷酸二酯酶YhjH），实现将电子命令翻译为生物光遗传学反应。研究人员将该工程细胞与FRL LED灯加至一个水凝胶胶囊内，从而建立了HydrogeLED。HydrogeLED被移植至糖尿病小鼠背部皮肤。该HydrogeLED可在外部电磁场的作用下打开或关闭。增强版本的SmartController装置是将既往实验中的理疗灯换成了含有低压差线性稳压器芯片的电磁发射电路和自制的环形线圈发射设备（可产生电磁正弦波信号），从而克服了既往实验中潜在的日光激活和须在理疗灯操作室进行治疗的缺点。研究人员通过智能手机控制胰岛素的生成。研究人员还在该系统中加入了一个具有蓝牙功能的血糖仪，可在工程细胞和诊断设备之间建立实时反馈，从而使小鼠快速达到并维持稳定的血糖水平。（作者：黄希瑶）  
参考文献：Science Translational Medicine 2017;9:eaal2298