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单次注射控制血糖5天!华人科学家顾臻糖尿病治

来源:网络整理 时间:2018-01-13 16:03

过去的10年中,华人科学家顾臻教授团队一直在努力攻克糖尿病治疗的一个难题:如何让患者摆脱长期痛苦的胰岛素注射?除了先前备受关注的“智能贴片”,近日,他们又获得了一项新成果:人造β细胞(AβCs)。研究证实,单次注射AβCs使糖尿病小鼠血糖水平快速恢复正常,并保持了5天。

对于1型和部分2型糖尿病患者而言,长期注射胰岛素并配合血糖监控是必须的治疗手段。然而,这类疗法不仅会给患者带来极大的痛苦,还可能会导致低血糖等并发症。更不可忽视的一个事实是,这种治疗手段并不能像人体天然存在的分泌胰岛素的胰岛β细胞一样自动、有效地控制血糖水平。

β细胞移植是科学家们想到的一种替换胰岛素注射的治疗手段。然而,这种细胞移植不仅非常昂贵,供体细胞也经常短缺,同时,还需要免疫抑制药物,而且常常因为移植的细胞遭到破坏使治疗失败。

1人造细胞

10月30日,在Nature Chemical Biology杂志上最新发表的论文中,顾臻教授团队开发出了一种在血糖水平升高时能够自动释放胰岛素到血液中的人造β细胞(artificial beta cells,AβCs),有望克服现有β细胞移植的种种瓶颈。


Fluorescence image of the artificial beta cells. (Gu Lab, UNC-NC State)

AβCs的构建采用了正常细胞双层脂质膜的一个简化版本。最关键的创新是,AβCs中包含了特殊设计的胰岛素填充囊泡。当血糖水平升高时,囊泡的外层会产生化学变化,开始与AβCs的外膜融合,最终释放出胰岛素。


False color Cryo-Scanning Electron Microscope image of the artificial beta cells. (Gu Lab, UNC-NC State)

在培养皿测试和不含β细胞的糖尿病小鼠中,AβCs均表现出了对过量血糖水平的快速响应能力。AβCs使得小鼠在一个小时内从高血糖状态恢复到了正常血糖水平,并且,之后的5天内,小鼠都维持着正常血糖水平。

论文的共同第一作者、顾臻教授实验室的Zhaowei Chen博士说:“我们首次证明了,使用囊泡融合过程来递送胰岛素能够在感知血糖和胰岛素分泌方面复制机体天然存在的β细胞的功能。”


顾臻教授(图片来源:网络)

2未来方向

顾臻教授近年来在糖尿病治疗领域取得了大量的突破成果。2015年,他带领的团队提出了有望终结胰岛素注射治疗的“智能胰岛素贴片”技术。同年,该技术入选了《科学》杂志“2015年十大科技图片”。今年,这一“智能贴片”受到了港股上市公司的青睐。顾臻教授基于这一技术与人联合创办的公司Zenomics获得了580万美元的投资。

除“智能贴片”外,今年5月,发表在Advanced Materials杂志上的一篇论文中,他们提出了一种新技术:利用修改版的胰岛素和红细胞创建了一个葡萄糖响应的智能胰岛素递送系统。动物模型研究表明,这一新技术能在1型糖尿病小鼠中有效降低血糖水平长达48小时。

对于最新发表的AβCs技术,顾臻教授表示,研究小组现在的计划是,进一步在更大型的动物中优化和测试这些合成细胞,并开发出能够用于递送这些细胞到体内的皮肤贴片,最终在糖尿病患者身上进行测试。



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