糖尿病调理是一个挑战。通常情况下,病人需要经常测量血糖水平,然后注射适量的胰岛素。发展一种能够自我调节、检测血糖水平和释放胰岛素的药物传递系统具有十分重要的意义。现有的葡萄糖响应系统基于葡萄糖氧化酶(GOX),将葡萄糖转化为葡萄糖酸和过氧化氢。所产生的过氧化氢可以触发胰岛素从合适的材料中释放出来。然而,生产这种类型的药物递送系统通常困难、费时。
广西师范大学的叶芳贵(点击查看介绍)、赵书林(点击查看介绍)及其合作者发展了一种基于葡萄糖反应的金属-有机骨架(MOF)药物传递纳米系统,该系统可以很容易地以一锅法合成。该团队使用pH响应型的低浓度咪唑酮框架-8 (ZIF-8)作为基体,将GOX和胰岛素封装在自组装过程中。当系统暴露于高浓度的葡萄糖时,糖分子进入MOF的孔隙并与GOX发生反应产生过氧化氢,过氧化氢浓度的增加降低了pH值,导致MOF颗粒的分解和包封的胰岛素释放。基于MOF的给药系统具有快速的响应时间和生物相容性,在HeLa细胞上的测试证实了这一点:葡萄糖水平降低,胰岛素释放显著减少,从而避免了低血糖的风险。该系统有可能以皮下注射的形式使用,这种注射比单纯的胰岛素注射量更少。
该系统的原理如下:
这一成果近期发表在化学权威期刊Chemical Communications 上,文章的第一作者是博士后段艳,通讯作者为叶芳贵和赵书林教授。研究工作得到国家自然科学基金、广西自然科学基金及省部共建药用资源化学与药物分子工程国家重点实验室主任基金项目的支持。
该研究成果一经见刊即得到国际权威学术新闻媒体ChemistryViews的亮点推介。
该论文作者为:Yan Duan, Fanggui Ye, Yuanlin Huang, Yuemei Qin, Caimei He and Shulin Zhao
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One-pot synthesis of a metal–organic framework-based drug carrier for intelligent glucose-responsive insulin delivery
Chem. Commun., 2018, 54, 5377, DOI: 10.1039/C8CC02708K
导师介绍
叶芳贵
http://www.x-mol.com/university/faculty/9779
赵书林
http://www.x-mol.com/university/faculty/9780
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