胰岛移植是治疗糖尿病，尤其是1型糖尿病的理想选择。然而，在移植后早期，胰岛通常面临缺氧和炎症等多重挑战，导致移植物存活受限，影响移植疗效。研究发现，胰高血糖素样肽-1（GLP-1）在促进胰岛存活和功能方面具有显著作用，是一种潜在的胰岛移植物保护剂。然而，目前GLP-1制剂大多通过注射方式全身给药，存在移植物局部药物浓度不足和潜在全身副作用等问题，限制了其在胰岛移植中的应用。近日，天津市第一中心医院王树森团队、南开大学高洁团队、河北医科大学附属第三医院曹经琳团队合作在Journal of Nanobiotechnology杂志上发表题为A novel self-assembling peptide nanofiber hydrogel with glucagon-like peptide-1 functionality enhances islet survival to improve islet transplantation outcome in diabetes treatment的研究论文。该研究开发了一种GLP-1功能性新型纳米纤维水凝胶（SupraGel+GLP-1-FFG）。这一创新材料可局部应用于胰岛移植部位，显著提升胰岛移植物的存活和功能，为促进胰岛移植在糖尿病治疗中的成功提供新的策略。研究团队基于多肽水凝胶方面的研究经验，首先对天然GLP-1结构进行了精心设计，在GLP-1羧基端引入FFG三肽，赋予GLP-1自组装特性，最大程度地提高了GLP-1自组装多肽（GLP-1-FFG）抵抗DPP-4酶解特性，确保其体内应用的长期稳定性。然后，通过GLP-1-FFG与超分子自组装多肽水凝胶（SupraGel）的共组装，形成新型GLP-1功能性水凝胶（SupraGel+GLP-1-FFG），实现了GLP-1-FFG多肽的有效负载。研究者进一步通过体外模拟缺氧环境，研究了SupraGel+GLP-1-FFG水凝胶在损伤环境下对小鼠胰岛的保护功能。发现该水凝胶可促进胰岛存活，显著减轻缺氧导致的活性氧累积。转录组测序发现，该水凝胶可抑制缺氧条件下与胰岛损伤相关基因的表达，同时下调促炎基因、上调与胰岛β细胞功能相关的基因。进一步分析发现，该水凝胶对胰岛的保护作用与AKT信号通路的激活密切相关。为进一步验证SupraGel+GLP-1-FFG水凝胶对胰岛移植疗效的影响，研究者利用同系小鼠胰岛移植模型，在肾包膜下将该水凝胶与胰岛共移植，发现该体系可显著提高边缘量胰岛移植的疗效，更早实现平稳降糖，血糖恢复正常的糖尿病小鼠比例显著高于对照组，糖尿病小鼠糖耐量得到显著改善。此外，移植物切片免疫组化结果反映出Ins+面积相较对照组更大，这表明SupraGel+GLP-1-FFG水凝胶能显著提高胰岛移植物的存活。以上结果表明该研究开发的新型GLP-1功能性水凝胶不但能用于胰岛移植前的体外培养，还可应用于胰岛移植部位，改善移植微环境缺氧损伤，为解决胰岛移植物早期存活受限的难题提供了一种有前途的方案。天津市第一中心医院王树森教授、南开大学生命科学学院高洁教授和河北医科大学附属第三医院曹经琳主任医师为本研究的共同通讯作者。王树森课题组南开大学已毕业博士生蔡湘衡、高洁课题组南开大学在读硕士生张梦楠和天津市第一中心医院邹家琦助理研究员为共同第一作者。原文链接：https://link.springer.com/article/10.1186/s12951-024-03072-5?utm_source=rct_congratemailt&utm_medium=email&utm_campaign=oa_20241223&utm_content=10.1186/s12951-024-03072-5#Sec27
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