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来自北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员开发了一种新技术，利用改良的胰岛素和红细胞来创造一种葡萄糖反应“智能”胰岛素输送系统。在一项动物模型研究中，这项新技术在48小时内有效地降低了1型糖尿病小鼠的血糖水平。
研究人员通过将胰岛素化学结合到称为葡糖胺的葡萄糖衍生物来修饰胰岛素。然后，氨基葡萄糖可以在红细胞表面上与葡萄糖转运蛋白结合，有效地将胰岛素连接到血液细胞上。最终结果是用胰岛素分子填充的红细胞。
他们的想法是，这些含胰岛素的血细胞可以被注射到糖尿病患者体内。在这项研究中，研究对象是1型糖尿病小鼠。
一旦进入血液，携带胰岛素的血细胞与其环境相互作用。如果葡萄糖水平高，葡萄糖分子有效地置换血细胞葡萄糖转运蛋白中的葡糖胺。并且当葡萄糖胺被设置为血细胞时，胰岛素也是如此。
然后，胰岛素可以与肝脏，肌肉和脂肪组织中的胰岛素受体结合，引发减少血液中葡萄糖水平的过程。
“简而言之，这是一个完全生物兼容的智能系统，在需要时，它会做出反应，使血液中的葡萄糖水平正常化，”一篇关于这项工作的论文的共同通信作者、北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学联合生物医学工程项目的副教授Gu Zhen说。
在该研究中，研究人员将对小鼠进行比较，接受修饰的胰岛素和血细胞系统到其他三组：接受盐水溶液的组;一个只有改性胰岛素的群体;和一个组成未改性胰岛素和红细胞的组。
研究人员发现，接受改性胰岛素和血细胞系统的I型糖尿病小鼠能够显着降低血糖水平超过两天。其他群体中的最佳性能在血糖水平中看到初始浸渍，但在12小时内恢复到高葡萄糖水平。
研究人员还测试了一组健康小鼠中的每种药物组合，发现改良的胰岛素和血细胞系统与其他药物组合相比降低了低血糖的风险。
此外，研究人员在I型糖尿病小鼠身上进行了一项实验，使用了涂有红细胞膜的改性胰岛素和纳米颗粒。修饰的胰岛素和纳米颗粒系统取得了与修饰的胰岛素和红细胞相同的结果。
“这是一个积极的结果，因为它是为了开发一种提供这种葡萄糖调节系统的标准化手段，”顾问。
“研究小组将在动物模型中进一步评估改良胰岛素系统的长期生物相容性，然后决定是否进行临床试验，”合著者约翰·巴斯博士说。他是北卡罗来纳大学医学院的医学教授，也是北卡罗来纳大学糖尿病护理中心和北卡罗来纳大学转化和临床科学研究所的主任。“如果这一设想得以实现，将是糖尿病治疗领域最令人兴奋的进步之一。”
“我们还在探索使用无痛的微针来提供该系统，而不是依赖于本研究中使用的传统注射，”顾说。“使用不同的药物递送系统的可能性使得难以评估成本，但我们乐观地表明潜在制剂的成本与现有治疗相当。”
本文，“葡萄糖反应性胰岛素输送的红细胞发表在杂志上先进材料．这篇论文的第一作者是王超，他是顾的研究小组的博士后研究员。该论文由顾小龙团队的博士生叶雁琪、孙武进、于继成共同撰写;王景强，顾长卫团队博士后研究员;以及北卡罗来纳大学的大卫·劳伦斯。
该工作是通过美国糖尿病协会，JDRF和NC Tracs，NIH的临床和翻译科学奖的支持完成，授予1UL10011111。
- 船员 -
编辑注：研究摘要跟随。
“葡萄糖反应型胰岛素输送的红细胞”
作者: Chao Wang, Yanqi Ye, Wujin Sun, jiicheng Yu, Jingqiang Wang and Zhen Gu, North Carolina State University at Chapel Hill;北卡罗来纳大学教堂山分校的David S. Lawrence和John B. bus
发表：5月10日问题，先进材料
迪伊：10.1002 / ADMA.201606617
抽象的：胰岛素的葡萄糖响应递送模仿胰腺α的功能，以实现血糖的细致控制（BG）将彻底改变糖尿病护理。在这里，作者报告了基于葡萄糖衍生物改性胰岛素（Glc-Insululin）和葡萄糖转运蛋白在红细胞（或红细胞，RBCS）膜上的潜在相互作用的新葡萄糖响应胰岛素递送系统的开发。在与氨基葡萄糖缀合后，胰岛素可以有效地结合RBC膜。结合在高血糖血症的设置中是可逆的，导致胰岛素快速释放和随后的体内BG水平。可以利用涂有RBC膜的可注射的聚合物纳米载体进一步简化递送载体并用Glc-insulin。所描述的作品是利用RBC膜实现智能胰岛素递送的第一次演示，以快速响应。
可能需要完全不同的方法，比如在这项研究中所做的，因为我们甚至还没有生产出每周一次的胰岛素注射。也没有一种非注射胰岛素。然而，有太多的变量和啮齿动物对人类的收养显得相当复杂。