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  近日，北卡羅萊納大學教堂山分校 / 北卡羅萊納州立大學的華人學者顧臻教授與其團隊公布了一項新研究的成果。他們開發出了一種人造細胞，能在血糖水平升高時，自動將胰島素釋放到血液中。這一開創性的研究在線發表在了頂尖學術期刊《自然 · 化學生物學》（《Nature Chemical Biology》）上。

  這一研究有望解決糖尿病治療難的問題。對于1型和部分2型糖尿病患者而言，他們的病因非常明確——體內缺乏足夠的胰島素。然而作為一種生物大分子，胰島素很容易在酶和胃酸的作用下發生降解，因此極難通過口服用藥。而常規的注射療法雖然能控制和降低血糖水平，但其效率無法和正常的胰島素分泌細胞同日而語。因此，在許多科學家看來，將這些細胞移植回人體內，有望一勞永逸地解決糖尿病。

  這一想法雖然很好，但卻面臨著不少現實問題。

• 首先，細胞移植非常昂貴；

• 其次，供體細胞需要考慮配型等問題，不是很好找；

• 第三，移植細胞的過程往往需要應用免疫抑制類的藥物，容易為患者帶來一系列副作用；

• 第四，即便尋找配型，移植細胞，免疫抑制的過程一切順利，這些細胞依舊可能死去，導致手術失敗。

  顧臻教授與他的同事們為了解決這一難題，已經投入了近10年的時光。突破源于積累。在大量的實驗數據和技術能力的支持下，他們提出了一個全新的“仿生”想法——用人造細胞來模擬胰島β細胞的功能。

冷凍掃描電鏡下的人造細胞結構（圖片來源：顧臻教授課題組）

  為了實現這一目標，顧臻教授的團隊首先構建了了人造細胞的雙層脂膜，將內部與外部隔絕開來。在這些人造細胞內部，又注入了一種精心設計的胰島素載體。當血糖水平上升時，這些載體表面就會發生變化，促使它們與人造細胞的外膜融合，從而釋放胰島素。從原理上看，這與人類的胰島素分泌細胞是何等的接近！

該人造細胞的工作原理（圖片來源：顧臻教授課題組）

  “這是首次使用胰島素載體融合的過程來遞送胰島素。它能重現胰島β細胞感知血糖、并分泌胰島素的能力。“該研究的共同第一作者陳兆委博士說道。

  在體外實驗中，該人造細胞對葡萄糖水平的變化有著快速反應。為了進一步評估它的潛力，研究人員們將人造細胞注射入了缺乏胰島β細胞，并展現出糖尿病癥狀的小鼠體內。“在一個小時內，高血糖的小鼠恢復了正常血糖水平，并能保持長達5天。”顧臻教授說道。

  北卡羅萊納大學的糖尿病關懷中心主任、內分泌部負責人、同時也是研究作者之一的John Buse教授對該研究贊譽有加。他說：“想要進入人體臨床試驗，這款人造細胞療法還有不少優化的工作要做。但它已經取得的結果非常出色。這是在用化學工程解決糖尿病上，邁出的充滿創意的又一步。它不需要依賴機械的胰島素泵，或是活體的移植。”

  按計劃，研究人員將把這類人工細胞與無痛遞送藥物的貼片進行結合，開發出全新的給藥方式。

  “我們的計劃是進一步優化和測試這些人造細胞在大型動物里的反應，并為它們開發基于皮膚貼片的遞送系統。最終，我們希望能夠在糖尿病患者身上檢驗它的潛力。”顧臻教授評論道。

  論文鏈接：

https://www.nature.com/nchembio/journal/vaop/ncurrent/full/nchembio.2511.html