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刘润辉教授团队报道了一种长效葡萄糖响应性胰岛素制剂，这种胰岛素制剂在糖尿病小型猪模型中显示出良好的血糖响应的胰岛素长期释放特性，可实现对于血糖的长期有效调控。该研究成果以“Poly-(bis(guanidinium)-oxazoline)-Insulin Complex Exerting Long-Acting Glucose-Responsive Insulin Release in Mice and Minipigs”（双胍基化聚噁唑啉-胰岛素复合物在小鼠和小型猪中实现长效葡萄糖响应性胰岛素释放）为题发表在国际知名学术期刊《美国化学会志》(论文链接：//doi.org/10.1021/jacs.5c12605; DOI : 10.1021/jacs.5c12605)。
预计到2050年，糖尿病患者数量将达13.1亿，将成为全球导致死亡和残疾的主要原因之一。目前血糖管理主要依赖每日多次皮下注射胰岛素。然而，复杂的日常生理活动使血糖优化控制复杂化，限制了胰岛素调节血糖水平的疗效，此外反复皮下注射给患者带来沉重的治疗负担和压力。目前临床使用的多种长效胰岛素有望长期有效调控血糖水平并降低注射频率，但因其在餐后血糖负荷消退后仍持续发挥作用，潜在地增加了低血糖风险。针对以上挑战，该研究设计了一种兼具良好生物相容性和与胰岛素形成强相互作用正电荷聚噁唑啉聚合物，用于制备长效葡萄糖响应性胰岛素制剂。在聚合物中引入双胍基团取代伯胺基与胰岛素通过静电作用形成复合物，并通过氢键和盐桥双重作用与胰岛素形成更强相互作用，获得更高和更稳定的胰岛素负载能力，进一步在聚合物侧链修饰4-羧基-3-氟苯硼酸（FPBA）实现模拟β细胞功能的葡萄糖响应性胰岛素释放。在1型糖尿病小型猪模型中，单次皮下注射可维持糖尿病猪正常血糖超过192小时，且极少出现高血糖和低血糖事件。本研究为长效葡萄糖响应性胰岛素制剂的开发提供了新思路，为临床糖尿病人血糖临床管理提供了一种极具潜力的治疗选择。
图1.葡萄糖响应型聚合物-胰岛素制剂的设计策略。
华东理工大学云顶娱乐城
博士生张昊东是该论文的第一作者，华东理工大学刘润辉教授是论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委、材料生物学与动态化学教育部前沿科学中心等基金的资助。
论文链接://doi.org/10.1021/jacs.5c12605