近日，我校材料科學(xué)與工程學(xué)院劉潤輝教授團(tuán)隊報道了一種長效葡萄糖響應(yīng)性胰島素制劑，這種胰島素制劑在糖尿病小型豬模型中顯示出良好的血糖響應(yīng)的胰島素長期釋放特性，可實現(xiàn)對于血糖的長期有效調(diào)控。該研究成果以“Poly-(bis(guanidinium)-oxazoline)-Insulin Complex Exerting Long-Acting Glucose-Responsive Insulin Release in Mice and Minipigs”（雙胍基化聚噁唑啉-胰島素復(fù)合物在小鼠和小型豬中實現(xiàn)長效葡萄糖響應(yīng)性胰島素釋放）為題發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《美國化學(xué)會志》(論文鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c12605; DOI : 10.1021/jacs.5c12605)。

預(yù)計到2050年，糖尿病患者數(shù)量將達(dá)13.1億，將成為全球?qū)е滤劳龊蜌埣驳闹饕蛑弧Ｄ壳把枪芾碇饕蕾嚸咳斩啻纹は伦⑸湟葝u素。然而，復(fù)雜的日常生理活動使血糖優(yōu)化控制復(fù)雜化，限制了胰島素調(diào)節(jié)血糖水平的療效，此外反復(fù)皮下注射給患者帶來沉重的治療負(fù)擔(dān)和壓力。目前臨床使用的多種長效胰島素有望長期有效調(diào)控血糖水平并降低注射頻率，但因其在餐后血糖負(fù)荷消退后仍持續(xù)發(fā)揮作用，潛在地增加了低血糖風(fēng)險。針對以上挑戰(zhàn)，該研究設(shè)計了一種兼具良好生物相容性和與胰島素形成強相互作用正電荷聚噁唑啉聚合物，用于制備長效葡萄糖響應(yīng)性胰島素制劑。在聚合物中引入雙胍基團(tuán)取代伯胺基與胰島素通過靜電作用形成復(fù)合物，并通過氫鍵和鹽橋雙重作用與胰島素形成更強相互作用，獲得更高和更穩(wěn)定的胰島素負(fù)載能力，進(jìn)一步在聚合物側(cè)鏈修飾4-羧基-3-氟苯硼酸（FPBA）實現(xiàn)模擬β細(xì)胞功能的葡萄糖響應(yīng)性胰島素釋放。在1型糖尿病小型豬模型中，單次皮下注射可維持糖尿病豬正常血糖超過192小時，且極少出現(xiàn)高血糖和低血糖事件。本研究為長效葡萄糖響應(yīng)性胰島素制劑的開發(fā)提供了新思路，為臨床糖尿病人血糖臨床管理提供了一種極具潛力的治療選擇。

圖1.葡萄糖響應(yīng)型聚合物-胰島素制劑的設(shè)計策略。

華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士生張昊東是該論文的第一作者，華東理工大學(xué)劉潤輝教授是論文的通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金委、材料生物學(xué)與動態(tài)化學(xué)教育部前沿科學(xué)中心等基金的資助。

論文鏈接:https://doi.org/10.1021/jacs.5c12605