Nano Res.[生物]│重庆大学吴伟/邓武权、温州大学孙达课题组:仿生红细胞膜封装纳米平台用于自适应血糖调控

文摘   2024-12-11 16:00   北京  


背景介绍


糖尿病是一种全球范围内日益严重的慢性代谢性疾病,无用论是1型还是2型糖尿病,逐渐的胰岛功能耗竭后,患者终需依赖外源性胰岛素来维持血糖水平。尽管目前已有多种胰岛素注射制剂可供选择,但传统的胰岛素输送方式以及可能的低血糖等局限性,因此,探寻智能胰岛素的传递方式成为当前的研究热点。


成果简介


重庆大学吴伟课题组成功构建了一种基于动态血糖水平(BGLs)的长期安全胰岛素控制释放系统。通过将葡萄糖氧化酶(GOx)和胰岛素共载入沸石咪唑框架-8(ZIF-8)中,并在设计中使GOx催化葡萄糖转化为葡萄糖酸和过氧化氢,从而降低微环境的pH值,触发ZIF-8的降解,导致胰岛素的释放。随后,通过RBC膜涂层不仅实现了生物模拟“内源性”伪装,还通过血红蛋白催化分解有害的副产品过氧化氢。体外和体内研究均表明,这种纳米平台具有良好的葡萄糖响应性能,通过单次静脉注射在T1D小鼠中维持血糖平衡的时间延长,且没有低血糖的风险。因此,这种生物模拟纳米平台有望作为一种策略,用于静脉胰岛素给药,为自适应长期T1D治疗提供了有希望的药物候选。


图文导读


图1. 仿生纳米制剂(RZGI)的制备及长效自适应血糖控制的示意图


图2. RZGI的合成与表征


图3. RZGI体外葡萄糖响应胰岛素释放


图4. RZGI的体外安全性及免疫逃逸能力检测


图5. RZGI体外H2O2清除能力检测


图6. RZGI体内血糖控制评价


作者简介


吴伟,重庆大学生物工程学院研究员,博士生导师。主要研究方向是细胞膜基仿生智能纳米药物的设计与研究,研究成果在Prog Polym Sci、Adv Funct Mater、Adv Sci、Chem Eng J、Theranostics等国际权威期刊发表SCI论文90余篇。主持科技部重点研发计划课题、国家自然科学基金项目、中国博士后、重庆市市基础科学与前沿技术研究等10余项。担任国际动脉粥样硬化学会中国分会理事;中国病理生理学会动脉粥样硬化专业委员青年工作小组委员;中国生物材料学会会员;中国化学会会员;中国微米纳米技术学会会员;重庆市社会医疗机构协会科学传播分会委员;《中国动脉硬化》杂志青年编委。


邓武权,重庆大学附属中心医院副院长/教授、主任医师,博士生导师,国家卫健委、中央文明办“中国好医生”、国家留学基金委高级访问学者、重庆英才创新领军人才、重庆市学术技术带头人、重庆中青年医学高端人才、重庆青联常委/医药卫生界别主任委员、“医疗新技术海外引进创新计划”人才、渝中区高层次人才。研究方向为内科学(增龄性内分泌与代谢性疾病),主要包括急危重症内分泌与代谢性疾病、糖尿病足发病机制和修复、代谢综合征、医用仪器设备研发和转化、机器学习和智能算法应用研究。在Circulation、Signal Transduct Target Ther、J Control Release、BiosensBioelectron、Int J Biol Macromol、J Nanobiotechnology、Phytomedicine、Burns Trauma等发表学术论文80余篇,ESI高被引论文7篇、ESI热点论文1篇。先后主持2030科技创新重大项目,国家重点研发计划课题,国家自然基金联合创新重点、基金面上、青年等项目,重庆市科卫、教委重点项目30余项。获中国中西医结合学会科技进步一等奖,军队医疗成果二等奖,陕西省科技进步三等,中国青年创新创业大赛首届全国卫生行业创新大赛优秀奖,美国亚利桑那大学KEYS Summer Intern Program奖。


孙达,温州大学生命科学研究院副研究员,硕士生导师。主要致力于生物医用材料的功能化及生物资源开发与利用,实现生物医学、工程材料、环境生态等多个学科交叉融合。研究成果在Adv Funct Mater、Environ Int、Adv Healthc Mater、Int J Biol Macromol、Mater Today Bio、Theranostics等国际权威期刊发表SCI论文100余篇,获授权发明专利13项。主持国家自然科学基金项目、浙江省自然科学基金项目、温州市专项研究等5项。eGastroenterology青年编委,Toxics特刊编辑。


文章信息


Wu S, Zhu L, Ni S, et al. Hemoglobin integrated red blood cell membrane-coated metal-organic framework nano-platform for improving the self-adaptive blood glucose management. Nano Research, 2024, https://doi.org/10.26599/NR.2025.94907078.

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