加州大學(xué)洛杉磯分校的生物工程學(xué)家和他們的同事開發(fā)了一種新型胰島素,這種胰島素可以幫助使用它治療糖尿病的人預(yù)防低血糖。
目前,潛在的臨床試驗正在評估中,如果成功,糖尿病護(hù)理可以改變。這項研究發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。
胰島素是胰腺中天然存在的激素。它幫助身體調(diào)節(jié)葡萄糖,葡萄糖被食物消耗,為身體提供能量。
當(dāng)人體不能自然產(chǎn)生胰島素(1型糖尿病)或不能有效利用產(chǎn)生的胰島素(二型糖尿病)時,就會發(fā)生糖尿病。無論如何,常規(guī)劑量的胰島素將用于治療疾病,這將影響全球4億多人。
通常,需要胰島素的人會用血糖儀或連續(xù)血糖監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測自己的血糖水平,然后據(jù)此計算自己的胰島素劑量。此外,經(jīng)常攝入碳水化合物對保持血糖水平正常非常重要。這兩個需求都必然會受到人為錯誤的影響,這可能會導(dǎo)致潛在的破壞性后果。
當(dāng)血糖過低時,過量的胰島素會導(dǎo)致低血糖。這可能導(dǎo)致癲癇發(fā)作、昏迷,在極端情況下,甚至死亡。作為一項安全檢查,由美國加州大學(xué)洛杉磯分校牽頭的研究小組開發(fā)了一種名為“胰島素”的“智能”胰島素,可以防止水平過低。
在體內(nèi),胰島素是幫助葡萄糖從血液進(jìn)入細(xì)胞的關(guān)鍵。當(dāng)胰島素附著在細(xì)胞表面時,它會激活細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì),稱為葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白,然后進(jìn)入細(xì)胞表面。然后分子將血液中的葡萄糖帶入細(xì)胞。
研究小組在胰島素中添加了另一種分子,以創(chuàng)造新的智能胰島素。這種被稱為葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白抑制劑的額外分子可以化學(xué)阻斷已經(jīng)浮出水面的葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白分子。它的存在不會阻止所有葡萄糖進(jìn)入,也不會永久阻斷轉(zhuǎn)運分子。相反,這是一個動態(tài)過程的一部分,取決于有多少抑制劑和葡萄糖分子存在。
“我們的新胰島素就像一把‘智能’鑰匙,”這項研究的主要研究員顧臻說,他是加州大學(xué)洛杉磯分校薩繆利工程學(xué)院的生物工程教授?!耙葝u素可以讓葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞,但添加的抑制劑分子可以阻止過多的血糖進(jìn)入正常的血糖狀態(tài)。這樣可以使血糖保持在正常水平,降低低血糖風(fēng)險?!?
“這種胰島素也能對高血糖水平做出快速反應(yīng),”該研究的共同第一作者、顧研究組博士后研究員王金強(qiáng)補(bǔ)充道。“例如,飯后,當(dāng)血糖水平升高時,血液中的胰島素水平也會迅速升高,這有助于使血糖水平正?;?。”
加州大學(xué)洛杉磯分校領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組在患有1型糖尿病的小鼠身上測試了智能胰島素。第一次注射后,胰島素將葡萄糖水平控制在正常范圍內(nèi)長達(dá)10小時。三小時后,第二次注射延長了對低血糖的保護(hù)作用。
“下一步是在決定是否進(jìn)入臨床試驗之前,進(jìn)一步評估改進(jìn)后的胰島素系統(tǒng)在動物模型中的長期生物相容性,”合著者、大學(xué)糖尿病護(hù)理中心主任約翰布塞博士說。北卡羅來納丘奇山醫(yī)學(xué)院。如果這一愿景得以實現(xiàn),這將是糖尿病治療領(lǐng)域最令人興奮的進(jìn)展之一。"
“有可能優(yōu)化新胰島素的反應(yīng)時間,以及在需要再注射一劑之前,它能在體內(nèi)持續(xù)多長時間,”顧說?!八梢酝ㄟ^其他方法提供,例如自動監(jiān)測血糖水平的皮膚貼片或藥丸。”
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