Although patients generally prefer oral drug delivery to injections, low permeability of the gastrointestinal tract makes this method impossible for most biomacromolecules. One potential solution is codelivery of macromolecules, including therapeutic proteins or nucleic acids, with intestinal permeation enhancers; however, enhancer use has been limited clinically by modest efficacy and toxicity concerns surrounding long-term administration. Here, we hypothesized that plant-based foods, which are well tolerated by the gastrointestinal tract, may contain compounds that enable oral macromolecular absorption without causing adverse effects. Upon testing more than 100 fruits, vegetables, and herbs, we identified strawberry and its red pigment, pelargonidin, as potent, well-tolerated enhancers of intestinal permeability. In mice, an oral capsule formulation comprising pelargonidin and a 1 U/kg dose of insulin reduced blood glucose levels for over 4 h, with bioactivity exceeding 100% relative to subcutaneous injection. Effects were reversible within 2 h and associated with actin and tight junction rearrangement. Furthermore, daily dosing of mice with pelargonidin for 1 mo resulted in no detectable side effects, including weight loss, tissue damage, or inflammatory responses. These data suggest that pelargonidin is an exceptionally effective enhancer of oral protein uptake that may be safe for routine pharmaceutical use.

中文翻译：

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草莓衍生的渗透增强剂天竺葵素可实现口服蛋白质递送

虽然患者通常更喜欢口服给药而不是注射，但胃肠道的低渗透性使得这种方法对于大多数生物大分子来说是不可能的。一种潜在的解决方案是大分子（包括治疗性蛋白质或核酸）与肠渗透促进剂的共同递送；然而，增强剂的使用在临床上因长期给药的适度功效和毒性问题而受到限制。在这里，我们假设胃肠道耐受性良好的植物性食物可能含有能够使口服大分子吸收而不会造成不良影响的化合物。在对 100 多种水果、蔬菜和草药进行测试后，我们发现草莓及其红色素天竺葵素是有效且耐受性良好的肠道通透性增强剂。在小鼠中，包含天竺葵素和 1 U/kg 胰岛素剂量的口服胶囊制剂可降低血糖水平超过 4 小时，相对于皮下注射，生物活性超过 100%。效果在 2 小时内是可逆的，并且与肌动蛋白和紧密连接重排相关。此外，每天给小鼠服用天竺葵素 1 个月后，未发现可检测到的副作用，包括体重减轻、组织损伤或炎症反应。这些数据表明天竺葵素是一种特别有效的口服蛋白质摄取增强剂，对于常规药物使用而言可能是安全的。效果在 2 小时内是可逆的，并且与肌动蛋白和紧密连接重排相关。此外，每天给小鼠服用天竺葵素 1 个月后，未发现可检测到的副作用，包括体重减轻、组织损伤或炎症反应。这些数据表明天竺葵素是一种特别有效的口服蛋白质摄取增强剂，对于常规药物使用而言可能是安全的。效果在 2 小时内是可逆的，并且与肌动蛋白和紧密连接重排相关。此外，每天给小鼠服用天竺葵素 1 个月后，未发现可检测到的副作用，包括体重减轻、组织损伤或炎症反应。这些数据表明天竺葵素是一种特别有效的口服蛋白质摄取增强剂，对于常规药物使用而言可能是安全的。