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Science（《科學》）雜志子刊Science Advances（《科學?進展》）近日在線發(fā)表了武漢大學藥學院教授田間課題組在胰島素口服遞送方面的研究成果。該研究設計并發(fā)展了一種基于耐酸性金屬有機骨架材料的口服胰島素納米制劑，它可以有效克服胰島素口服吸收的多重屏障，顯著提高了胰島素的口服生物利用度。

論文題目為“Efficientoralinsulindeliveryenabled bytransferrin-coatedacid-resistantmetal-organicframeworknanoparticles”（《轉鐵蛋白包被的耐酸性金屬有機骨架納米顆粒實現(xiàn)高效口服胰島素遞送》）。武漢大學藥學院2020級博士研究生鄒俊捷為第一作者，武漢大學田間和美國北德克薩斯大學教授馬勝前為共同通訊作者。武漢大學為論文第一署名單位和通訊單位。

基于耐酸性金屬有機骨架的口服胰島素納米制劑的構建及其吸收機制示意圖

糖尿病是危害人類健康的第三大殺手，具有高患病率、殘疾率和死亡率，全球范圍內患病人數(shù)超過4.7億，每年產生的醫(yī)療費用高達7000多億美元。其中，I 型糖尿病和部分II 型糖尿病患者的治療依賴于每日皮下注射胰島素，但長期皮下注射給患者帶來了極大的痛苦。與注射相比，口服制劑用藥簡單且具有良好的患者依從性，若能實現(xiàn)胰島素的口服遞送，將取得糖尿病治療的革命性進步。然而，胰島素、抗體、蛋白等大分子藥物在胃腸道中的不穩(wěn)定性和吸收差等問題嚴重阻礙了口服胰島素的臨床研究與發(fā)展。

鑒于此，田間課題組創(chuàng)新性地利用靶向蛋白包被的耐酸性金屬有機骨架納米材料來實現(xiàn)胰島素口服遞送。金屬有機骨架納米載體的多孔及高度有序結構實現(xiàn)了蛋白質藥物的高負載量。同時，耐酸性金屬有機骨架不僅可以作為“盔甲”保護負載的蛋白質免受胃酸環(huán)境和消化酶的影響，還表現(xiàn)出可控制釋放的特性，僅在吸收入體循環(huán)后的生理條件下分解并釋放胰島素。更重要的是，金屬有機骨架易于修飾的特性使轉鐵蛋白在納米粒子表面形成蛋白冠，其能與腸上皮細胞廣泛表達的轉鐵蛋白受體相結合，通過受體介導的跨細胞途徑遞送胰島素，成功克服了腸上皮細胞吸收屏障。該團隊在患有1型糖尿病的大小鼠模型上驗證了金屬有機骨架納米制劑口服遞送胰島素的效能，發(fā)現(xiàn)該類制劑能有效的調節(jié)血糖水平長達10小時，并成功將胰島素在大鼠體內的口服生物利用度提高至29.6%。此外，這類口服納米遞藥系統(tǒng)生物相容性良好，制備路線經(jīng)濟便捷，具有進一步臨床轉化的潛力。

負載熒光標記胰島素的金屬有機骨架口服納米制劑在生物體內的分布

該研究表明，功能性金屬有機骨架納米顆?？梢杂行ПＷo蛋白質免受胃環(huán)境的影響并克服多重口服屏障，為口服生物大分子遞送提供了新策略及理論依據(jù)。

該研究得到了國家自然科學基金、中央高校基本科研專項基金等項目資助。

論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abm4677