一種新型胰島素能防止糖尿病治療期間低血糖
2019/5/28 9:09:43
加州大學洛杉矶分校（UCLA）的生物工程師和他們的同事開發了一種新型胰島素，可以幫助使用胰島素治療糖尿病的人預防低血糖。該療法正在評估潛在的臨床試驗，如果成功，可能會改變糖尿病治療，這項研究發表在《PNAS》上。
胰島素是胰腺自然産生的一種激素。它幫助身體調節葡萄糖，葡萄糖通過食物被消耗，為身體提供能量。當一個人的身體不能自然産生胰島素（1型糖尿病），或者不能有效地利用所産生的胰島素（2型糖尿病）時，就會發生糖尿病。在這兩種情況下，醫生都會給患者開常規劑量的胰島素來控制這種疾病。
一般來說，需要使用胰島素的人用血糖儀或連續血糖監測系統監測血糖水平，然後計算相應的胰島素劑量。此外，有規律地攝入碳水化合物對保持血糖水平正常很重要。這兩個需求都必然受到人為錯誤的影響，而人為錯誤可能帶來潛在的破壞性後果。
當血糖過低時，過量的胰島素會導緻低血糖。這可能導緻癫痫發作、昏迷，在極端情況下甚至死亡。
為了安全起見，UCLA領導的研究小組開發了一種名為i-胰島素的"智能"胰島素，可以防止血糖水平降得過低。
胰島素在體内起着"關鍵"的作用，幫助葡萄糖從血液中進入細胞。當胰島素附着在細胞表面時，它會激活細胞内的一種蛋白質，稱為葡萄糖轉運體，然後進入細胞表面。這個分子随後把周圍的葡萄糖從血液帶入細胞。
研究小組在胰島素中添加了額外的分子來制造新的智能胰島素。這個添加的分子，稱為葡萄糖轉運蛋白抑制劑，在化學上阻止葡萄糖轉運蛋白分子到達表面。它的存在不會阻止所有葡萄糖進入，也不會永久地阻止轉運分子。相反，這是一個動态過程的一部分，取決于存在多少抑制劑和葡萄糖分子。
"我們的新胰島素就像一個'智能'鑰匙，"這項研究的首席研究員、加州大學洛杉矶分校Samueli工程學院生物工程學教授顧臻博士說道。"胰島素讓葡萄糖進入細胞，但當血糖正常時，添加的抑制劑分子會阻止過多的葡萄糖進入細胞。這可以使血糖保持在正常水平，降低低血糖的風險。"
"這種i-胰島素也能對高糖水平做出快速反應，"該研究的聯合首席作者、顧教授研究組的博士後研究員王金強（音譯）補充道。"例如，飯後，當血糖水平上升時，血液中的胰島素水平也會迅速上升，這有助于血糖水平正常化。"
加州大學領導的研究小組在患有1型糖尿病的老鼠身上測試了這種智能胰島素。第一次注射後，胰島素i将血糖控制在正常範圍内長達10小時。三小時後的第二次注射延長了對低血糖的保護。
"下一步是在進行臨床試驗之前在動物模型進一步評估這種修飾胰島素系統的長期生物相容性，"該研究合作者、北卡羅萊納大學教堂山分校醫學院糖尿病護理中心的主任John Buse博士說道。如果這一願望得以實現，将是糖尿病治療領域最令人興奮的進展之一。"
顧教授說："新的胰島素有潛力優化響應時間，以及它在體内可以持續多久。它還可以通過其他方式傳遞，比如自動監測血糖水平的皮膚貼片，或者藥片等。"