Small: 多重响应性超分子诊疗一体化纳米体系用于葡萄糖识别和“闭环”胰岛素给药

糖尿病是一种全球性慢性代谢疾病,目前全世界约超过4.25亿人受此病困扰,预计到2045年全球糖尿病患者将增至6.29亿人左右。糖尿病的病理特征是由于胰岛素分泌缺陷或其生物作用受损,或两者兼有引起的血糖调节功能紊乱。在常规治疗手段中,患者需要进行持续的血糖监测和频繁的胰岛素注射,这严重影响了糖尿病患者的生活质量。同时,在上述的“开环”胰岛素给药体系中,血糖监测和胰岛素给药没有直接关联,所以常常会由于胰岛素给药过量而导致低血糖症状,从而进一步引发诸如癫痫发作,失明和脑损伤等并发症。

近期,南京大学介观化学教育部重点实验室超分子化学与智能材料团队胡晓玉/强琚莉/王乐勇课题组和南京大学生命科学学院张冬梅博士合作在前期工作基础上 (Chem. Eur. J. 2017, 23, 6605-6614), 进一步构建了用于葡萄糖识别和胰岛素给药的多重响应性超分子诊疗一体化纳米平台,该体系利用水溶性柱[5]芳烃与双苯基硼酸衍生物通过主客体相互作用自组装形成水溶性超分子囊泡,并成功实现了胰岛素和葡萄糖氧化酶的协同包载,用于“闭环”胰岛素给药。协同包载了胰岛素和葡萄糖氧化酶的囊泡在高血糖环境中,可选择性识别葡萄糖进而导致囊泡结构破坏并释放出部分胰岛素调节血糖水平。同时,所释放出的葡萄糖氧化酶可氧化葡萄糖生成葡萄糖酸使体系的pH降低并释放出过氧化氢,从而诱导囊泡的进一步裂解,加速胰岛素的释放。通过糖尿病小鼠实验模型进一步证实,这种多重刺激响应性超分子诊疗一体化体系可对高血糖环境进行快速响应,并可有效地调节Ⅰ型糖尿病小鼠的葡萄糖水平。

该研究工作进一步加强了超分子纳米材料与医药领域的交叉研究,为智能纳米平台用于糖尿病诊疗提供了新的思路。相关论文以 ”Multiresponsive Supramolecular Theranostic Nanoplatform Based on Pillar[5]arene and Diphenylboronic Acid Derivatives for Integrated Glucose Sensing and Insulin Delivery” 为题在线发表于Small (DOI: 10.1002/smll.201801942)上。https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.201801942

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