药明康德|能让减肥更容易?,《科学》子刊:给小肠涂层“胶水”
▎药明康德内容团队编辑
小肠是从食物中吸收各种营养成分的主力场所 , 口服的药物也有很多依赖小肠才能起到治疗作用 。
为了控制小肠更好地吸收我们想让它吸收的营养或药物 , 减少我们不太想吸收的物质(比如减肥大敌——食物中过多的糖分) , 最近麻省理工学院(MIT)和布莱根妇女医院(BrighamandWomen’sHospital)的研究者开发了一种溶液 , 能在小肠内壁形成一层“胶水” , 在长达一天的时间内 , 持续将其中携带的药物或酶输送给肠道 。
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▲左边是没有涂层的猪肠道组织 , 右边是有涂层的猪肠道(图片来源:参考资料[3];Credit:JunweiLi,MIT)
目前 , 研究人员已在多种动物和人体组织上进行了概念验证 , 相关结果近日发表在《科学》子刊ScienceTranslationalMedicine上 。
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研究人员开发的这种“胶水”名为合成胃肠上皮黏膜(gastrointestinalsyntheticepitheliallining , GSEL)系统 。 这一系统受到两种自然造物的启发:首先 , 小肠中存在的一种酶会分解过氧化氢 , 释放出氧气;其次 , 贻贝有一种特殊能力 , 能分泌物质把自己牢牢粘在湿滑的海边礁石上 。
把这两个概念结合在一起 , GiovanniTraverso教授领衔的科研团队设计出了GSEL 。 这种材料到达小肠后 , 遇到分解过氧化氢的酶释放出氧气 , 而氧气泡则会把多巴胺分子结合在一起 , 产生聚多巴胺(polydopamine) , 类似于贻贝的胶水 , 粘附在小肠内壁形成涂层 。
“人们很难想到可以在体内制造一种聚合物 , 用的是你自己的酶 , 或者你自己的分子化合物比如多巴胺 。 ”研究第一作者JunweiLi博士说 。
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▲GSEL在小肠中形成“胶水”的示意图(图片来源:参考资料[1])
研究团队以猪为动物模型测试了GSEL系统的多种应用 。 例如 , 用它来治疗乳糖不耐 。 在把乳糖酶补充进GSEL后 , 乳糖消化增加了20倍 。
他们还设法将一种特定的纳米颗粒混合到GSEL里 , 以便减少肠道对葡萄糖的摄取 , 同样取得了积极效果 。 在实验室的人类小肠组织中的测试结果与猪模型中结果一致 。 研究人员认为 , 这种方式将来或可进一步应用于2型糖尿病和肥胖 。
研究团队也探索了GSEL的药物递送潜力 。 他们把吡喹酮(praziquantel , 一种抗血吸虫病药物)添加在该系统中 。 这类药物一般每日需给药3次 , 但GSEL涂层极大地延长了药物在肠道的滞留时间 , 让肠道缓慢而持续地吸收药物 , 因此可以减少给药次数 。
▲在猪模型中展示了GSEL的多种应用场景(图片来源:参考资料[1])
这种合成黏膜大约能在小肠中黏附24小时 , 随后会被自然过程洗掉并排出体外 。 这意味着通过这种肠壁胶水来递送药物大约只需要每天服用一次 。 Traverso教授还提到 , 令人欣慰的是 , 目前没有明显的不良反应 。
研究团队仅用内窥镜测试了将GSEL系统直接注射入小肠 , 但目标是研发出方便摄入的胶囊、药片或凝胶剂形式 。
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▲第一作者JunweiLi博士(图片来源:参考资料[3];Credit:MelanieGonick,MIT)
研究团队正在临床前研究中继续评估其安全性 。 “安全是我们的工作重点 , ”Traverso教授说 , “目前来看这一系统有望帮助多种疾病的患者 , 但在应用于人类之前 , 我们还需要充分验证其长期使用的安全性和效果 。 ”将来 , 他们希望这种方法能够用于治疗消化道疾病 , 或者帮助人体吸收药物——只需一口喝下 。
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