我院周民团队《ACS Nano》：微藻-胰岛素复合口服递送系统

      糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病。全球约有5.3亿多名糖尿病患者，其中中国糖尿病患者约有1.4亿，且这个数字还在不断增长。不加控制的高位血糖水平容易导致糖尿病肾病、糖尿病眼病、糖尿病足等多种糖尿病并发症。1型糖尿病，或是血糖控制不理性的2型糖尿病，均需依赖外源胰岛素。目前胰岛素的给药方式主要为皮下注射。由于皮下注射胰岛素易导致低血糖，注射部位皮下脂肪硬结、萎缩等，患者依从性差。许多非侵入给药途径如鼻腔、口腔、肺部给药正在研究中。其中口服胰岛素因其服用方便、患者依从性佳而备受瞩目。但口服胰岛素需克服胃肠道严苛的化学屏障、酶屏障和渗透屏障。目前尚未有成功应用于临床的口服胰岛素。

      近日，浙江大学爱丁堡大学联合学院周民研究员团队在国际知名期刊《ACS Nano》发表题为“Bioinspired pH-responsive microalgal hydrogels for oral insulin delivery with both hypoglycemic and insulin sensitizing effects”的研究论文。该论文报道了一种基于微藻的口服胰岛素CV@INS@ALG,兼具降糖及胰岛素增敏效果。

图1

     该研究利用小球藻（Chlorella vulgaris）吸附胰岛素，并包被海藻酸钠凝胶，制成微藻-胰岛素复合口服递送系统CV@INS@ALG。该系统可以克服胃肠道屏障，保护胰岛素免受胃部恶劣条件的影响，并在肠道内实现响应性药物释放。

图2

     在链脲佐菌素诱导的1型糖尿病小鼠模型中，CV@INS@ALG表现出比直接皮下注射胰岛素更有效、更持久的降血糖作用，并且不会对肠道造成损伤。在db/db 2型糖尿病小鼠模型中，长期饲喂载体CV@ALG能够显著提高小鼠胰岛素敏感性，改善其胰岛素抵抗情况，缓解2型糖尿病小鼠脏器损害。

 图3

      研究人员对长期口服CV@ALG的2型糖尿病小鼠粪便进行16S rDNA测序，发现长期口服载体CV@ALG可有效改善2型糖尿病小鼠的肠道菌群紊乱，并显着增加益生菌Akkermansia（akk菌）的丰度，可以显著提高机体胰岛素敏感性。
      该工作利用天然微藻多功能性和口服安全性，实现了胰岛素的口服应用，开发了一种具有良好安全性和口服利用度的胰岛素递送策略。该研究也揭示了微藻-药物复合递送策略在口服递送中的优势，拓展了微藻作为高效药物载体的适用性，为口服胰岛素提供了一种天然、高效、多功能的解决方案。
      浙江大学博士生任超杰，博士后钟丹妮为该论文的共同第一作者。浙江大学爱丁堡大学联合学院周民研究员和浙江大学医学院附属第二医院严盛教授为该论文的共同通讯作者。上述研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、浙江省重点研发计划项目等基金项目的大力支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c04897

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课题组介绍

About lab

周民研究员于2023年1月加入ZJE，是恶性肿瘤预警与干预教育部重点实验室副主任、中华核学会放射药物分会常务理事以及国家药监局放射性药物评价重点实验室学术委员会委员。

课题组研究方向为转化医学，全方位涉及从药物的前期设计、研发、材料表征测试，到细胞水平验证，到小动物水平评估，再到大动物水平的预临床检测，最后到临床试验的开展。

课题组网页：

https://person.zju.edu.cn/mi

图文｜整理自高分子科技公众号 课题组

 责任编辑｜黄晓涵

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