單次注射控制血糖5天!華人科學家顧臻糖尿病治療又出新成果



過去的10年中,華人科學家顧臻教授團隊一直在努力攻克糖尿病治療的一個難題:如何讓患者擺脫長期痛苦的胰島素注射?除了先前備受關注的“智能貼片”,近日,他們又獲得了一項新成果:人造β細胞(AβCs)。研究證實,單次注射AβCs使糖尿病小鼠血糖水平快速恢復正常,并保持了5天。

對于1型和部分2型糖尿病患者而言,長期注射胰島素并配合血糖監控是必須的治療手段。然而,這類療法不僅會給患者帶來極大的痛苦,還可能會導致低血糖等并發癥。更不可忽視的一個事實是,這種治療手段并不能像人體天然存在的分泌胰島素的胰島β細胞一樣自動、有效地控制血糖水平。

β細胞移植是科學家們想到的一種替換胰島素注射的治療手段。然而,這種細胞移植不僅非常昂貴,供體細胞也經常短缺,同時,還需要免疫抑制藥物,而且常常因為移植的細胞遭到破壞使治療失敗。

1人造細胞

10月30日,在Nature Chemical Biology雜志上最新發表的論文中,顧臻教授團隊開發出了一種在血糖水平升高時能夠自動釋放胰島素到血液中的人造β細胞(artificial beta cells,AβCs),有望克服現有β細胞移植的種種瓶頸。

單次注射控制血糖5天!華人科學家顧臻糖尿病治療又出新成果


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

AβCs的構建采用了正常細胞雙層脂質膜的一個簡化版本。最關鍵的創新是,AβCs中包含了特殊設計的胰島素填充囊泡。當血糖水平升高時,囊泡的外層會產生化學變化,開始與AβCs的外膜融合,最終釋放出胰島素。

單次注射控制血糖5天!華人科學家顧臻糖尿病治療又出新成果


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

在培養皿測試和不含β細胞的糖尿病小鼠中,AβCs均表現出了對過量血糖水平的快速響應能力。AβCs使得小鼠在一個小時內從高血糖狀態恢復到了正常血糖水平,并且,之后的5天內,小鼠都維持著正常血糖水平。

論文的共同第一作者、顧臻教授實驗室的Zhaowei Chen博士說:“我們首次證明了,使用囊泡融合過程來遞送胰島素能夠在感知血糖和胰島素分泌方面復制機體天然存在的β細胞的功能。”

單次注射控制血糖5天!華人科學家顧臻糖尿病治療又出新成果


顧臻教授(圖片來源:網絡)

2未來方向

顧臻教授近年來在糖尿病治療領域取得了大量的突破成果。2015年,他帶領的團隊提出了有望終結胰島素注射治療的“智能胰島素貼片”技術。同年,該技術入選了《科學》雜志“2015年十大科技圖片”。今年,這一“智能貼片”受到了港股上市公司的青睞。顧臻教授基于這一技術與人聯合創辦的公司Zenomics獲得了580萬美元的投資。

除“智能貼片”外,今年5月,發表在Advanced Materials雜志上的一篇論文中,他們提出了一種新技術:利用修改版的胰島素和紅細胞創建了一個葡萄糖響應的智能胰島素遞送系統。動物模型研究表明,這一新技術能在1型糖尿病小鼠中有效降低血糖水平長達48小時。

對于最新發表的AβCs技術,顧臻教授表示,研究小組現在的計劃是,進一步在更大型的動物中優化和測試這些合成細胞,并開發出能夠用于遞送這些細胞到體內的皮膚貼片,最終在糖尿病患者身上進行測試。




上一篇:Science:科學家揭示記憶長期儲存新機制
下一篇:肥胖增加乳腺癌轉移風險,這又是為什么?
福建快三走势图今天一