顾臻教授团队:把红细胞改造成胰岛素智能快递员

医疗健康 来源:学术经纬
2017
05/10
10:16
学术经纬 医疗健康

近日,来自北卡罗莱纳大学教堂山分校(University of North Carolina at Chapel Hill)与北卡罗莱纳州立大学(North Carolina State University)的顾臻教授与John Buse教授的团队开发了一种新技术,能让红细胞担任胰岛素的智能快递员,并根据血糖浓度,自动控制1型糖尿病小鼠的血糖水平。这一成果在线刊登在了最新一期的材料科学顶尖学术刊物《Advanced Materials》上。


▲顾臻教授(图片来源:UNC Health Care News)

顾臻教授曾师从著名化学工程学家、生物医药创业领袖Robert Langer教授,他们曾一道发明了一种包含胰岛素的可皮下注射用微纳颗粒。这种颗粒的尺寸只有一粒沙的千分之一,却能有效调控糖尿病小鼠的血糖。在北卡罗莱纳,他的团队致力于研究药物的“智能递送方式”,并取得了多项具有转化潜力的成果。2015年,顾臻教授与团队开发出了一种“智能胰岛素贴片”,它含有一系列装有胰岛素与葡萄糖氧化酶的囊泡。当血糖升高时,葡萄糖就会渗入这些小泡,并被葡萄糖氧化酶所氧化,产生缺氧或富含双氧水的环境。这会促进小泡破裂,并快速释放出其中的胰岛素,起到“自动降血糖”的作用。

在小鼠试验中,这款贴片取得了成功——贴上皮肤后仅半小时,便能有效降低血糖长达9个小时。这一款“智能微针”曾入选《科学》杂志年度十佳科学图片。顾臻教授也被《麻省理工科技评论》评选为当年35名35岁以下的创新者。目前他的团队正在积极地开展临床前大动物实验,目标早日进入临床实验。


▲智能胰岛素贴片(中)入选2015年《科学》杂志十佳科学图片(图片来源:《科学》)

在转化研究的同时,顾臻教授的团队没有停下创新的脚步。在近期在线发表的研究中,他们开发出了一种基于红细胞的胰岛素递送系统。在这套系统中,研究人员将胰岛素用化学方法连接到一种叫做氨基葡萄糖(glucosamine)的葡萄糖衍生物中。由于与葡萄糖结构接近,氨基葡萄糖也能被红细胞表面的葡萄糖转运蛋白(glucose transporter)所识别。因此,通过识别氨基葡萄糖,红细胞顺便也把胰岛素“背”在了身上。

按研究人员的设想,如果糖尿病患者体内的血糖浓度上升,葡萄糖就会与氨基葡萄糖竞争红细胞表面的葡萄糖转运蛋白的通道,挤掉氨基葡萄糖。脱离下的氨基葡萄糖则带着胰岛素一起进入血液。这些游离的胰岛素能结合相应的胰岛素受体,起到降血糖的作用。


▲这套血糖智能调节系统的原理(图片来源:《Advanced Materials》)

“简单来说,这是一种生物相容的‘智能系统’,给予红细胞一个新角色:在需要时,能够自动将血糖浓度调整。”文章的通讯作者顾臻教授说。

在小鼠实验中,研究人员的设想得到了验证。将装载了胰岛素-氨基葡萄糖的红细胞注射入患有1型糖尿病的小鼠后,研究人员发现,这些小鼠的血糖能被有效降低达两天之久,同时没有低血糖症状的发生。与之相比,仅注射胰岛素-氨基葡萄糖的小鼠,或是注射了标准胰岛素与红细胞的小鼠,血糖会在12小时内回归接近初始的较高水平。这一发现表明,这套新型的胰岛素递送系统,的确能起到长期控制血糖水平的作用。


▲与对照组相比,使用了这套智能调节系统的小鼠(蓝线)血糖长期处于较低的水平(图片来源:《Advanced Materials》)

此外,这套系统还能与纳米技术进行结合。研究人员同样发现,包裹有红细胞细胞膜的纳米颗粒,能起到和天然红细胞类似的作用。研究人员相信,这将进一步拓展这套系统的应用前景。

“我们的团队会在动物模型中进一步评估这套系统的长期生物相容性,然后决定是否要启动临床试验,”本项研究的资深作者之一,美国糖尿病学会医学科学部前主席John Buse教授说道:“如果我们的愿景能够实现,那它将成为糖尿病护理最为激动人心的进展之一。”


▲顾臻教授的团队期望能给药物递送系统带来新的变革(图片来源:顾臻教授实验室官网)

“我们也在探索利用无痛的微针来递送这一系统的可能,这就不用像研究中那样依赖于常规注射了,”顾臻教授补充说。

我们祝贺顾臻教授与团队取得的新进展,并祝愿他们的创新疗法能早日来到糖尿病患者身边,改善他们的健康与生活。

参考资料

[1] Researchers Use Modified Insulin and Red Blood Cells to Regulate Blood Sugar

[2] Red Blood Cells for Glucose-Responsive Insulin Delivery

来源:学术经纬

为你推荐

国家药监局支持创新药发展,拟30个工作日内完成临床试验申请的审评审批资讯

国家药监局支持创新药发展,拟30个工作日内完成临床试验申请的审评审批

纳入创新药临床试验审评审批30日通道的申请,应当为中药、化学药品、生物制品1类创新药。

2025-06-16 22:04

诺和诺德与阿里健康启动战略合作,助力慢病管理数字化升级资讯

诺和诺德与阿里健康启动战略合作,助力慢病管理数字化升级

2025年6月16日,诺和诺德与阿里健康宣布达成战略合作。在国家持续推进“体重管理年”行动的背景下,双方将依托诺和诺德百余年深耕慢病领域的专业经验和创新治疗方案,以及阿里健...

2025-06-16 14:58

治疗阿尔茨海默病国产新药断货与思考资讯

治疗阿尔茨海默病国产新药断货与思考

近日,许多患者家属反映买不到治疗阿尔茨海病的新药甘露特钠胶囊,经过了解,也证实该药在许多医院和药店确实“断货”,作为中国治疗阿尔茨海默病处方量最大的药物之一,也是目...

文/上海市精神卫生中心肖世富 广州医科大学附属第二医院刘军 北京和睦家医院李慧英 2025-06-16 11:35

连续第四年,2025年纠正医药购销领域和医疗服务中不正之风工作要点发布资讯

连续第四年,2025年纠正医药购销领域和医疗服务中不正之风工作要点发布

发挥穿透式审计监督优势,加强医药行业专项审计。打通从原材料采购、药品耗材生产、招标采购的监管通路,将监管重点向生产端覆盖。探索建立药品生产加工到流通使用全过程可追溯...

2025-06-13 22:55

国家卫健委:人间传染的高致病性病原微生物实验活动审批管理办法资讯

国家卫健委:人间传染的高致病性病原微生物实验活动审批管理办法

本办法适用于三级、 四级实验室从事《人间传染的病原微生物目录》 规定的应当在三级、 四级实验室开展的人间传染的高致病性病原微生物或者疑似高致病性病原微生物实验活动的审批。

2025-06-13 22:34

半年融资超2亿元,美创医疗攻克“卡脖子”技术资讯

半年融资超2亿元,美创医疗攻克“卡脖子”技术

此次融资将加速美创医疗在医用植入级ePTFE材料产线建设、创新产品研发及商业化推广上的布局,助推中国高端医疗器械真正实现进口替代。

2025-06-13 13:22

拟再易主,派林生物或变为央企控股企业资讯

拟再易主,派林生物或变为央企控股企业

日前,派林生物发布公告称,中国生物技与派林生物控股股东共青城胜帮英豪投资合伙企业(简称“胜帮英豪”)签署收购框架协议,拟受让后者持有的21 03%股份。若本次交易顺利推进...

2025-06-13 12:43

依视路®星趣控®亮相Vision China 2025,重磅发布依视路®星趣控®2.0镜片资讯

依视路®星趣控®亮相Vision China 2025,重磅发布依视路®星趣控®2.0镜片

在2025年视觉健康创新发展国际会议(Vision China)期间,儿童青少年近视管理品牌依视路®星趣控®重磅发布全“星”一代儿童青少年解决方案——依视路®星趣控®2 0镜片

2025-06-13 11:28

景嘉航完成数千万元天使轮融资,专注新型靶向放射性药物开发资讯

景嘉航完成数千万元天使轮融资,专注新型靶向放射性药物开发

近日,杭州景嘉航生物医药科技有限公司(AB-RayBio Therapeutics,简称“景嘉航”)完成数千万元人民币的天使轮融资,由杭实资管领投,正

2025-06-13 10:53

CDE:已取得药品批准文号的两种或者两种以上具有独立的适应症和用法用量的化学药品,如何申请组合包装?资讯

CDE:已取得药品批准文号的两种或者两种以上具有独立的适应症和用法用量的化学药品,如何申请组合包装?

已取得药品批准文号的两种或者两种以上具有独立的适应症和用法用量的化学药品,如申请组合包装,应通过什么途径提出申请,申报资料有什么要求?

2025-06-12 21:44

赛诺菲加速尼塞韦单抗全球发货,提前数月助力医务工作者应对今年RSV流行季资讯

赛诺菲加速尼塞韦单抗全球发货,提前数月助力医务工作者应对今年RSV流行季

赛诺菲将于2025年第三季度初启动尼塞韦单抗的全球发货工作,以确保在2025-2026年呼吸道合胞病毒流行季来临前,实现广泛供应。

2025-06-12 17:31

瑞辅达医疗完成数千万元B轮融资,加速国产辅助生殖技术创新与全球化布局资讯

瑞辅达医疗完成数千万元B轮融资,加速国产辅助生殖技术创新与全球化布局

由中金资本管理的基金领投,连云港经济技术开发区产业基金跟投

2025-06-12 16:16

因诺惟康完成数千万元A+轮融资,深耕基因递送技术临床转化与平台创新资讯

因诺惟康完成数千万元A+轮融资,深耕基因递送技术临床转化与平台创新

由天创资本领投,新投资人及老股东跟投

2025-06-12 15:51

CDE发布《先进治疗药品的范围、归类和释义(征求意见稿)》资讯

CDE发布《先进治疗药品的范围、归类和释义(征求意见稿)》

本文件所称先进治疗药品,是指符合药品相关管理规定,按照药品的路径进行研制、生产、经营、 使用和监管,且经体外操作生产并在人体内发挥预期功能的细胞治疗药品、基因治疗药...

2025-06-11 22:06

安图生物注销了一控股子公司资讯

安图生物注销了一控股子公司

近日,安图生物发布公告称,公司控股子公司安图莫比已完成注销手续,该公司是安图生物与Mobidiag Oy(以下简称Mobidiag)在6年前成立的合资企业,伴随着注销,如今正式落幕。

2025-06-11 15:25

因美纳发布2024年度企业社会责任报告,持续释放基因组学的力量资讯

因美纳发布2024年度企业社会责任报告,持续释放基因组学的力量

报告重点阐述了因美纳在推动精准医疗更加可及、赋能公众与社群、在业务中践行可持续发展、尽责运营和秉持诚信领导原则等方面的持续努力。

2025-06-11 14:21

破解传统疗法局限,华东医药脂溢性皮炎外用制剂国内III期临床获批资讯

破解传统疗法局限,华东医药脂溢性皮炎外用制剂国内III期临床获批

由中美华东申报的一项评价0 3%罗氟司特泡沫(ZORYVE®)在脂溢性皮炎患者中有效性和安全性的多中心、随机、双盲、赋形剂平行对照的III期临床试验申请获得批准。

2025-06-11 09:57

医药领域有哪些新探索,中办 国办关于深入推进深圳综合改革试点深化改革创新扩大开放的意见资讯

医药领域有哪些新探索,中办 国办关于深入推进深圳综合改革试点深化改革创新扩大开放的意见

深化药品医疗器械审评审批制度改革,提升口岸药品监管和检验检测能力。完善临床急需进口药品、医疗器械使用及监督管理制度,探索将国际新药临床真实世界数据用于进口药品注册上...

2025-06-10 22:13

药明生物启动建设成都微生物商业化生产基地 达成多项商业化生产合作资讯

药明生物启动建设成都微生物商业化生产基地 达成多项商业化生产合作

药明生物在成都温江区正式启动建设微生物商业化生产基地。

2025-06-10 14:29

默克治疗腱鞘巨细胞瘤的药物匹米替尼上市许可申请获受理资讯

默克治疗腱鞘巨细胞瘤的药物匹米替尼上市许可申请获受理

基于III期MANEUVER研究的阳性数据,这是Pimicotinib这一潜在“同类最优”TGCT治疗药物的全球首个申报

2025-06-10 14:25