據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟統(tǒng)計，2017年全球共有4.25億成人糖尿病患者。而中國成人糖尿病患者人數(shù)則高達1.14億, 位居世界第一, 占總數(shù)的1/4以上。
不論是1型糖尿?。ㄗ陨頍o法產(chǎn)生胰島素）還是2型糖尿?。o法對正常水平胰島素做出反應）的糖尿病人都需要長期注射胰島素維持正常生活，而其胰島素注射劑量需要根據(jù)血糖儀或連續(xù)血糖監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測的血糖水平計算得到，另外還需要控制碳水化合物攝入來保持血糖水平正常。但這兩個環(huán)節(jié)都會受到人為錯誤的影響，造成嚴重后果。比如，當血糖過低時，過量的胰島素會造成低血糖，并由此導致癲癇、昏迷甚至死亡。
從這一角度出發(fā)，加州大學洛杉磯分校顧臻教授領導的團隊開發(fā)了一種叫做“i-胰島素”的“智能”胰島素，智能監(jiān)控血糖順勢調(diào)節(jié)胰島素，預防糖尿病治療期間的低血糖癥。相關研究發(fā)表在《PNAS》雜志上。
胰島素是胰 腺中天然產(chǎn)生的激素。它有助于身體調(diào)節(jié)葡萄糖——通過食物消耗獲得并為身體提供能量。在體內(nèi)，胰島素是幫助葡萄糖從血液進入細胞的“關鍵”。當胰島素附著在細胞表面時，它會激活細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)（葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白，Glut），然后該分子將血液中的葡萄糖帶入細胞。
該研究小組在胰島素中添加了另一種分子，即葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白抑制劑，以創(chuàng)造新的智能胰島素。葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白抑制劑可以化學阻斷已經(jīng)“浮出水面”的Glut分子。它的存在不會阻止所有葡萄糖進入，也不會永久阻斷葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白分子。相反，它是動態(tài)過程的一部分，取決于存在多少抑制劑和葡萄糖分子。
顧臻教授說：“我們的新型胰島素就像一把‘聰明’的鑰匙，葡萄糖可以進入細胞，但增加的抑制劑分子可以防止多余的葡萄糖，同時也能夠降低低血糖的風險，將血液的血糖維持在一個正常的水平。”
“這種胰島素也可以迅速應對高血糖水平，例如飯后，當葡萄糖水平上升時，血液中的胰島素水平也會迅速增加，這有助于使葡萄糖水平正常化。”該研究的共同主要作者，顧臻研究小組的博士后研究員王金強補充道。
隨后，研究小組在1型糖尿病小鼠身上進行了i-胰島素測試，首次皮下注射i-胰島素后，小鼠保持正常血糖水平長達10小時，在首次注射后的3小時再次注射測試發(fā)現(xiàn)，其延長了對低血糖的保護效應。
“在進行臨床實驗前，我們需要進一步系統(tǒng)評估修飾后的i-胰島素與動物模型的長期生物相容性。”該研究的共同作者、北卡羅萊納大學教堂山分校糖尿病研究中心主任John Buse教授說，“如果實現(xiàn)這一愿景，那將是糖尿病治療中最激動人心的進展之一。”
“通過進一步的優(yōu)化拓展，i-胰島素有望進一步提升其響應時間及作用時間。并且也將改進給藥技術，比如透皮微針貼片或口服膠囊。”顧臻教授說道。
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