研究人员开发出新型胰岛素给药方法 舌下口服滴剂可取代注射剂

研究人员开发出新型胰岛素给药方法舌下口服滴剂可取代注射剂糖尿病的特征之一是无法产生足够的胰岛素来调节血糖水平。1型糖尿病患者和许多2型糖尿病患者每天需要注射几次胰岛素，通常是通过皮下注射。皮下注射不仅不舒服，病人也很难坚持，还可能造成生物垃圾。目前正在开发创伤较小的方法，并取得了不同程度的成功。实验性技术包括可控植入物或直接通过皮肤给药的超声波贴片，但主要的研究方向是口服胰岛素给药。毕竟，口服药物简单、无痛，而且许多人每天都在服用。但是，这也有一些问题。胰岛素是一种脆弱的分子，无法通过胃部到达肠道，在肠道中被血液吸收。将胰岛素封装在不同的材料中可能会有所帮助，甚至制作胶囊将胰岛素注入肠道内壁，但这样做意味着胰岛素首先要经过肝脏代谢，这会改变胰岛素的结构。在新的研究中，加拿大皇家哥伦比亚大学的研究小组开发了一种新的系统，它仍然可以被称为口服胰岛素。但它不是吞服，而是以滴剂的形式置于舌下。这种方法被称为舌下给药，适用于在胃部无法存活的药物。它之所以有效，是因为舌下组织含有大量毛细血管，能让药物迅速扩散到血液中。通常，这种方法对胰岛素不起作用，因为胰岛素是一种大分子，不容易穿过细胞。因此，研究小组将胰岛素与一种由鱼类副产品制成的细胞穿透肽（CPP）配对，使细胞更加多孔。"可以把它想象成一个向导，帮助胰岛素穿过迷宫，快速到达血液中，"这项研究的研究员吴嘉敏博士说。"这个向导能找到最佳路线，让胰岛素更容易到达它需要去的地方。研究小组在小鼠身上测试了这种技术。当胰岛素与CPP配对时，胰岛素能成功进入血液，控制血糖水平的效果与注射胰岛素差不多。如果没有引导肽，胰岛素往往会卡在口腔内壁上。目前，研究人员正在努力向商业合作伙伴授权这项技术。最近在《控释》杂志上发表的两篇论文对该系统进行了描述。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1433961.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1433961.htm

胃干细胞有望成为治疗糖尿病的手段

胃干细胞有望成为治疗糖尿病的手段人类胃部分泌胰岛素的器官在分子和功能上与胰岛相似。红色：c-肽，是促胰岛素的副产品。绿色：胰高血糖素（通常由胰腺的α细胞产生）和体肽和胃泌素（通常由胃细胞产生）。蓝色：DAPI，标记细胞核。图片由黄晓峰提供。尽管1型糖尿病的确切原因尚不清楚，但人们认为它是由一种自身免疫反应引起的，即身体攻击并破坏了胰腺的β细胞，即产生胰岛素的细胞。多年来，研究人员一直在研究如何通过使用干细胞来创造产生胰岛素的细胞来取代被免疫系统破坏的细胞来"治愈"糖尿病。人类肠道中的干细胞，即胃干细胞每隔五至七天就会完成再生我们肠道内壁的非凡壮举。它们还分化成肠道特定组织，包括分泌激素的肠道内分泌细胞（EECs）。能够产生分泌激素胰岛素的EECs，对于那些β细胞已经停止产生或没有产生足够的胰岛素的1型糖尿病患者来说，具有很大的治疗价值。现在，威尔康奈尔医学院的研究人员已经实现了这一目标，将人类胃干细胞转化为分泌胰岛素的细胞，这些细胞对血糖水平的反应与健康的胰腺β细胞一样。该研究的通讯作者JoeZhou说："胃会制造自己的激素分泌细胞，而胃细胞和胰腺细胞在胚胎发育阶段是相邻的，所以从这个意义上说，胃干细胞能够如此轻易地转化为类似β细胞的胰岛素分泌细胞，并不完全令人惊讶。"这是Zhou15年多来一直努力实现的目标。通过早期的实验，他发现他可以通过强制激活三个转录因子（控制基因表达的蛋白质），将小鼠的普通胰腺细胞转化为分泌胰岛素的β细胞。2016年，再次使用小鼠，他和他的研究团队发现，胃干细胞也对这种三因子激活方法高度敏感。在目前的研究中，研究人员通过一种简单的非手术程序，即内窥镜检查，将一根带有摄像头的细软管（内窥镜）通过口腔插入胃部，取出胃干细胞。内窥镜上安装了一个工具，使操作者能够提取组织样本。在将胃干细胞转化为被称为胃胰岛素分泌细胞（GINS）的β样细胞后。研究人员将它们培育成被称为器官的小集群，他们发现，这些细胞在10天内对葡萄糖变得敏感，并通过分泌胰岛素做出反应。当GINS被移植到糖尿病小鼠体内时，它们的行为很像真正的胰腺β细胞，通过分泌胰岛素对血糖的上升作出反应，以保持血糖水平的稳定。移植的细胞在研究人员监测的6个月时间里继续产生胰岛素。他们说，这表明它们的稳健性。这是一项概念验证研究，为开发基于患者自身细胞的1型糖尿病和严重2型糖尿病的治疗方法奠定了基础。2021年，全世界估计有840万1型糖尿病患者。到2040年，这一数字预计将上升到1350万至1740万之间。目前，1型糖尿病患者用胰岛素治疗他们的病情，手动注射或使用可穿戴的胰岛素泵连续注射。一些晚期2型糖尿病患者需要服用胰岛素来补充他们身体的不足水平。研究人员说，移植由患者干细胞产生的胰岛素分泌细胞是改善β细胞功能的一种更自然的方式，并将减少移植排斥问题。研究人员将在推进临床试验之前优化他们的方法，包括增加用于人类移植的β样细胞生产规模。重要的是，他们正在努力修改这些细胞，使它们不那么容易受到免疫系统的攻击，这种攻击会破坏1型糖尿病患者的β细胞。该研究发表在《自然-细胞生物学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361847.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1361847.htm

科学家发现失去关键类型的胰腺细胞可能导致糖尿病的发生

科学家发现失去关键类型的胰腺细胞可能导致糖尿病的发生由CD63hiβ细胞制成的移植假小体。资料来源：威尔-康奈尔医学院该研究最近发表在《自然-细胞生物学》上，由威尔康奈尔医学院医学副教授JamesLo博士领导，研究了小鼠单个β细胞的基因表达，以确定胰腺中不同β细胞类型的数量。研究小组发现了四种不同类型的β细胞，其中一组被称为cluster1，由于其卓越的胰岛素生产和糖代谢能力而脱颖而出。该研究还显示，这种特殊类型的β细胞的丧失可能与2型糖尿病的发展有关。罗博士说："在这之前，人们认为一个β细胞就是一个β细胞，他们只是计算总的β细胞，"他也是威尔康奈尔医学中心的威尔代谢健康中心和心血管研究所的成员，以及纽约长老会/威尔康奈尔医学中心的心脏病专家。"但这项研究告诉我们，对β细胞进行亚型化可能很重要，我们需要研究这些特殊的第1群β细胞在糖尿病中的作用。"威尔康奈尔医学中心的DoronBetel、JingliCao、GeoffreyPitt和ShuibingChen博士与Lo博士合作开展了这项研究。研究人员使用一种称为单细胞转录组学的技术来测量单个小鼠β细胞中表达的所有基因，然后利用这些信息将它们分为四种类型。第1组β细胞具有独特的基因表达特征，包括高表达的基因，这些基因帮助称为线粒体的细胞动力室分解糖，并为它们分泌更多胰岛素提供动力。此外，他们可以通过CD63基因的高表达将第1组β细胞与其他β细胞类型区分开来，这使他们能够使用CD63蛋白作为这种特定β细胞类型的标记。当研究小组观察人类和小鼠的β细胞时，他们发现CD63基因高表达的第1簇β细胞比CD63低表达的其他三种类型的β细胞在对糖的反应中产生更多的胰岛素。"它们是非常高功能的β细胞，"Lo博士说。"我们认为它们可能承担了生产胰岛素的大部分工作量，因此它们的损失可能会产生深远的影响。"在喂食肥胖诱导的高脂肪饮食的小鼠和患有2型糖尿病的小鼠中，这些产生胰岛素的动力型β细胞的数量减少了。他说："因为cluster1/高CD63细胞的数量减少了，胰岛素生产可能会减少，这可能在糖尿病的发展中起着重要作用。"将具有高CD63产量的β细胞移植到患有2型糖尿病的小鼠体内，使其血糖水平恢复正常。但移除移植的细胞后，高血糖水平就会恢复。将低CD63产量的β细胞移植到小鼠体内并不能使血糖恢复到正常水平。移植的低CD63β细胞反而出现了功能紊乱。Lo博士说，这一发现可能对使用β细胞移植治疗糖尿病有重要意义。例如，只移植高CD63的β细胞可能会更好。他指出，也有可能移植较少的这些高产细胞。Lo博士的团队还发现，与没有糖尿病的人相比，患有2型糖尿病的人的高CD63β细胞水平较低。下一步，Lo博士和他的同事希望找出糖尿病小鼠中高CD63生产的β细胞会发生什么，以及如何使它们不至于消失。我们能弄清楚如何让它们保持更长的时间，存活并发挥作用，这可能会带来更好的方法来治疗或预防2型糖尿病。他们还想研究现有的糖尿病治疗方法如何影响所有类型的β细胞。GLP-1激动剂有助于增加糖尿病患者的胰岛素释放，它与产生CD63的高和低β细胞相互作用。研究还表明，GLP-1激动剂也可能是一种让低CD63产生的β细胞更好地工作的方法。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350679.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350679.htm

可实现自我调整的胰岛素被证明对1型糖尿病患者很有希望

可实现自我调整的胰岛素被证明对1型糖尿病患者很有希望一型糖尿病（T1D）是一种自身免疫性疾病，身体的免疫系统会攻击胰腺中产生胰岛素的β细胞，从而使胰岛素产生得很少或没有。T1D的确切原因不明，但被认为是由遗传和一些病毒引起的。治疗T1D需要服用速效胰岛素，可以通过间歇性手动注射或通过胰岛素泵连续注射，并定期监测血糖水平，以避免低血糖和高血糖，这两种情况都会产生威胁生命的后果。长效胰岛素也可能被用来提供缓慢、稳定的胰岛素释放。使用纳米颗粒来提供药物和基因治疗，对疾病的治疗方式产生了巨大的影响。现在，中国浙江大学的一个研究小组已经使用一种特殊的纳米粒子来创建一个自我调整的胰岛素释放系统。使用含有葡萄糖氧化酶的聚合物制成的胰岛素"载体"的葡萄糖敏感的胰岛素释放系统已经获得了普及，但会引起一些问题。这些聚合物的分子量不均匀，而且葡萄糖氧化酶可能是有毒的。鉴于这些问题，研究人员转向了另一种载体：生物相容性脂质纳米颗粒。生物相容性脂质纳米颗粒已经被广泛用作药物载体。此外，它们具有统一的化学结构。在这项研究中，研究人员修改了纳米粒子表面的一个部分，使其可以携带许多正电荷。带负电荷的胰岛素分子以静电方式与脂质纳米颗粒结合。研究人员在糖尿病小鼠身上测试了他们的胰岛素配方，发现当血糖水平正常时，胰岛素会缓慢释放。但如果血糖很高，纳米粒子中的脂质就会与葡萄糖形成化学键，减少纳米粒子表面的正电荷，大大加快胰岛素的释放。在被注射葡萄糖后，用胰岛素制剂治疗的糖尿病小鼠的血糖水平以与健康小鼠相同的速度下降到正常水平，并在六小时内保持正常的血糖水平。研究人员希望，将来这种葡萄糖反应性胰岛素配方可以被纳入可穿戴电子设备中，大大改善1型糖尿病患者的血糖控制。该研究发表在《AngewandteChemie》杂志上：https://onlinelibrary.wiley.com/page/journal/15213773/homepage/press/202314press.html...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355639.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355639.htm

何时会有口服胰岛素？新研究回答了困扰糖尿病研究人员100年的问题

何时会有口服胰岛素？新研究回答了困扰糖尿病研究人员100年的问题他们成功地证明了一种非胰岛素分子如何能够模仿胰岛素，而胰岛素对于维持血糖水平是至关重要的。这项由WEHI领导的研究为药物的开发开辟了新的途径，可以取代1型糖尿病患者的日常胰岛素注射。从左至右：迈克-劳伦斯教授、尼古拉斯-柯克博士和马伊-马盖茨首次制作了与胰岛素受体相互作用的胰岛素模拟分子的三维图像。资料来源：WEHI研究人员准确地看到了一种模拟胰岛素的分子是如何再现胰岛素的活动以调节血糖水平的。这项研究回答了一个世纪之久的问题：是否有可能取代胰岛素？1型糖尿病患者不能产生胰岛素，需要每天多次注射胰岛素来保持血糖水平的控制。新的研究证实，替代分子可以用来开启血糖吸收，完全绕过对胰岛素的需求。这项研究发表在《自然通讯》上，由WEHI的尼古拉斯-柯克博士和迈克-劳伦斯教授领导，并与美国制药公司礼来公司的研究人员合作。一张三维图像显示了胰岛素模拟分子（紫色）如何与胰岛素受体（灰色）的一部分相互作用以开启。一旦被激活，当身体的糖分水平过高时，受体会引导细胞吸收葡萄糖。资料来源：WEHI为什么没有胰岛素药片？柯克博士说，科学家们一直在努力将胰岛素制成药片，因为胰岛素是不稳定的，而且在消化时很容易被身体降解。他说："自从100年前发现胰岛素以来，开发胰岛素药片一直是糖尿病研究人员的梦想，但是，经过几十年的尝试，一直没有什么成功。"现在，随着低温电子显微镜（cryo-EM）的发展，研究的速度大大加快，这种新技术可以将复杂的分子以原子级的细节可视化，使研究人员能够快速生成胰岛素受体的三维图像（"蓝图"）。通过低温电镜，我们现在可以直接比较不同的分子，包括胰岛素，如何改变胰岛素受体的形状。胰岛素的相互作用原来比任何人预测的都要复杂得多，胰岛素和它的受体在结成伙伴时都会发生巨大的形状变化。用简单分子模仿胰岛素新的研究显示了一种模仿胰岛素的分子是如何作用于胰岛素受体并将其打开的，这是在身体糖分水平过高时指示细胞吸收葡萄糖的途径的第一步。该小组进行了复杂的低温电镜重建，以获得被称为"肽"的几种分子的蓝图，这些分子已知与胰岛素受体相互作用并将其保持在"活跃"位置。冷冻电镜实验确定了一种能够以类似于胰岛素的方式结合和激活受体的肽。胰岛素已经进化到小心翼翼地抓住受体，就像一只手把一双钳子放在一起。研究人员使用的多肽成对工作，以激活胰岛素受体--就像两只手抓住外面的那对钳子。科学家们已经成功地用可以作为药片服用的药物取代了这些种类的模仿分子。虽然距离有效的治疗结果还很遥远，但该团队的发现可能会导致一种药物取代胰岛素，减少糖尿病患者的注射需求。"这仍然是一条漫长的道路，需要进一步的研究，但是知道我们的发现为1型糖尿病的口服治疗打开了大门，这是令人激动的。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1340837.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1340837.htm

模仿胰岛素的分子为新型糖尿病药物打开了新的大门

模仿胰岛素的分子为新型糖尿病药物打开了新的大门虽然胰岛素药片的想法很有前途，但这种类型的糖尿病治疗方法一直被激素的不稳定性以及它无法通过消化道而不被分解所阻碍。科学家们已经在这一领域取得了进展，他们开发了保护其不受消化酶影响的生物相容性包装，开发了不会分解的小药物分子，以及通过微针注射胰岛素的口服胶囊。沃尔特和伊丽莎-霍尔研究所的科学家们在这一领域取得了更大的突破，他们使用低温电子显微镜（EM）来观察复杂分子的细节。这使他们能够以原子级的细节建立胰岛素受体的三维图像，然后观察不同分子与它的互动方式。研究报告的作者NicholasKirk博士说："通过低温电镜，我们现在可以直接比较不同的分子，包括胰岛素，如何改变胰岛素受体的形状。胰岛素的相互作用比任何人预测的都要复杂得多，胰岛素和它的受体在合作过程中都会极大地改变形状。"该团队首先重建了几种已知的与胰岛素受体相互作用并保持其开放和活性的肽。随后的实验导致了一种肽的识别，它以类似于胰岛素的方式完成这一任务。Kirk博士说："胰岛素已经进化到小心翼翼地抓住受体，就像一只手把一双钳子放在一起。我们使用的肽成对工作，以激活胰岛素受体--就像两只手抓住外面的那对钳子。"科学家们对将他们的发现转化为治疗糖尿病的口服药所涉及的工作量不抱幻想。但他们说，这些发现解决了围绕无关分子是否能模仿胰岛素作用的一个长期谜团，因此"照亮了控制胰岛素受体信号传导的未开发路径以及开发胰岛素模仿剂的机会。""科学家们已经成功地用可以作为药片服用的药物取代了这些种类的模拟分子，但这仍然是一条漫长的道路，需要进一步的研究，但是知道我们的发现为1型糖尿病的口服治疗打开了大门，令人激动。"这项研究发表在《自然通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335335.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335335.htm