科學家成功改造胰島素和紅細胞 可以有效控制血糖

概要：研究人員開發了一種新技術，其使用修改的胰島素和紅細胞來建立「智能」胰島素遞送系統。在動物模型研究中，新技術有效降低了1型糖尿病小鼠血糖水平。

研究人員通過將胰島素與葡糖胺結合來修飾胰島素。然後葡糖胺與紅細胞表面上的葡萄糖轉運蛋白結合，有效地將胰島素附著於血細胞。最終的結果是一個散布著胰島素分子的紅細胞。一旦進入血液，攜帶胰島素的血細胞與其環境相互作用。如果葡萄糖水平高，則葡萄糖分子置換血細胞葡萄糖轉運蛋白中的葡糖胺。而當葡萄糖胺被置於血液中時，胰島素也是如此。該系統目前已在動物模型中進行了測試。

北卡羅來納州立大學和北卡羅來納大學教堂山研究人員開發了一種新技術，其使用修改的胰島素和紅細胞來創建「智能」胰島素遞送系統。在動物模型研究中，新技術有效降低了1型糖尿病小鼠血糖水平，效果長達48小時。

研究人員通過化學結合葡萄糖衍生物「葡萄糖胺」來修飾胰島素。然後，葡糖胺可以結合到紅細胞表面上的葡萄糖轉運蛋白，有效地將胰島素附著到血細胞。最終的結果是一個散布著胰島素分子的紅細胞。

這個想法是這些胰島素負載在血細胞上，然後可以被注射到糖尿病患者體內。在這項研究中，這項工作是在1型糖尿病小鼠中進行的。

一旦進入血液，攜帶胰島素的血細胞與其環境相互作用。如果葡萄糖水平高，葡萄糖分子有效地置換血細胞葡萄糖轉運蛋白中的葡萄糖胺。而當葡萄糖胺被置於血液中時，胰島素也是如此。

胰島素然後可以與肝臟，肌肉和脂肪組織中的胰島素受體結合，引發降低血液中血糖水平的過程。簡而言之，這是一個完全生物相容的智能系統，在需要的時候響應血液中葡萄糖水平的正常化。

在研究中，研究人員將接受修飾胰島素和血細胞系統的小鼠與其他三組比較：接受鹽溶液的組; 一個只有修改胰島素的組; 和一組未經修改的胰島素和紅細胞的混合物。

研究人員發現，接受修飾的胰島素和血細胞系統的I型糖尿病小鼠能夠顯著降低血糖水平超過兩天。其他組中表現最佳，血糖水平初步下降，但在12小時內恢復至高水平。

研究人員還測試了一組健康小鼠中的每種藥物組合，發現與其他藥物組合相比，修飾的胰島素和血細胞系統降低了低血糖的風險。

此外，研究人員使用已經塗覆有紅細胞膜的修飾的胰島素和納米顆粒在I型糖尿病小鼠中進行了實驗。修飾的胰島素和納米顆粒系統獲得與使用修飾的胰島素和紅細胞發現的結果相當的結果。

「這是一個積極的結果，因為它很好地發展了提供這種葡萄糖調節系統的標準化手段。」

UNC醫學院醫學教授John Buse博士說：「研究小組將在確定是否進入臨床試驗之前，進一步評估改性胰島素系統在動物模型中的長期生物相容性。」

「如果實現這一願景將成為糖尿病護理中最令人興奮的進步之一。」

「我們還在探索使用無痛微針來提供這種系統，而不是依靠本研究中使用的常規注射劑。」

「使用不同的藥物輸送系統的可能性使得難以評估成本，但我們樂觀地認為潛在製劑的成本與現有治療方法相當。