【研究人員設計合成β細胞來釋放胰島素以應對高血糖】治療1型糖尿病和一些2型糖尿病患者長期需要痛苦和頻繁的胰島素注射或胰島素輸注的機械胰島素泵。但北卡羅來納大學和NC州立大學的研究人員現在已經開發出了一種更加耐心友好的選擇：當葡萄糖水平上升時，人造細胞會自動將胰島素釋放到血液中。
這些“人造β細胞”（ABCs）模仿身體的胰島素分泌型β細胞的天然葡萄糖控制器的功能。這些胰島細胞的損失或功能障礙導致1型糖尿病和許多2型糖尿病。這個想法是，可以將皮下的AβCs皮下插入患者，每隔幾天更換一次，或者通過無痛和一次性的皮膚貼劑來實現。
研究人員在“自然化學生物學”報告中指出，單次注射ABCs到缺乏β細胞的糖尿病小鼠中，使動物的血糖水平迅速正常化，並將這些水平保持正常，持續5天。
“我們現在的計劃是進一步優化和測試大型動物中的這些合成細胞，為他們開發皮膚貼片遞送系統，並最終在糖尿病患者中進行測試。”聯合UNC教授珍古博士/ NC國家生物醫學工程系。顧先生還在UNC醫學院，UNC Eshelman藥學院和UNC糖尿病護理中心任職。
美國至少有600萬人通過注射或機械泵將胰島素用作糖尿病治療。到目前為止，以藥丸形式遞送的胰島素一直是具有挑戰性的，因為它是一種大的分子，在其可能達到血液之前將被消化酶和酸所破壞。
然而，目前的胰島素治療的主要問題不在於它們不能以藥丸遞送，而是由於正常的胰島素分泌胰腺細胞不能自動和有效地控制血糖水平。胰腺細胞移植在某些情況下可以解決這個問題。然而，這樣的細胞移植是昂貴的，需要經常供不應求的供體細胞，需要免疫抑制藥物，並且由於移植細胞的破壞而經常失敗。
智能人造β細胞可帶來新的糖尿病治療
Gu和同事在過去十年的大部分時間一直在研究胰島素遞送問題的解決方案。對於這個項目，他們採取了一個特別雄心勃勃的做法：使人造細胞在很大程度上做天然的胰腺β細胞做的事情。
顧的ABCs用正常細胞的雙層脂質膜的簡化版本構建。關鍵的創新是這些細胞含有：特別設計的胰島素填充的囊泡。血糖水平的升高導致囊泡塗層的化學變化，導致囊泡開始與ABC的外膜融合 - 從而釋放胰島素有效載荷。
“這是第一次使用這種囊泡融合方法提供胰島素的方法，該方法使用含有β細胞中的含胰島素的囊泡，可以重現β細胞在檢測葡萄糖和胰島素分泌反應中的功能。”趙兆維博士，顧實驗室的主要作者和博士後研究員。
ABC顯示對實驗室試驗中的過量葡萄糖水平和沒有β細胞的糖尿病小鼠的快速反應。 “小鼠從高血糖到正常血糖，一段時間後，他們仍然保持正常血糖最多五天，”顧說。
注射無胰島素ABCs的對照小鼠保持高血糖。
顧和同事計劃進一步進行臨床前測試，並期望開發一種通過可以簡單更換的皮膚貼片無痛地遞送細胞的方法。
共同作者John Buse博士，醫學博士，UNC的Verne S. Caviness傑出教授，內分泌科主任，UNC糖尿病護理中心主任說：“為了優化這個人工 - 嘗試人類研究前的細胞方法，但這些結果迄今為止是使用化學工程而不是機械泵或生活移植物解決糖尿病問題的新方法的一個顯著的創造性第一步。“顧和他的團隊也在分開工作研發無細胞皮膚貼片，“智能胰島素貼片”可以根據需要感測血糖水平並將胰島素分泌到血液中。(sunshine2015 207196)
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