近日，Cell子刊《Matter》在线发表了武汉大学田间教授团队在胰岛素口服缓控释递送领域的最新研究成果，论文题目为“Efficient oral insulin delivery with sustained release by folate-conjugated metal-organic framework nanoparticles”《叶酸缀合的金属有机框架纳米粒子实现高效的胰岛素口服缓释递送》。武汉大学药学院2023届博士毕业生邹俊捷为该论文的第一作者，田间教授为最后通讯作者，武汉大学药学院为论文第一署名单位。
蛋白质和多肽类药物因其高亲和力、高特异性以及低毒性等优势，在慢性病和急性病的治疗中取得了显著进展。然而，目前大多数临床获批的治疗性蛋白质和多肽药物半衰期较短且仍依赖频繁的皮下注射进行给药，极大地限制了患者的治疗体验和生活质量。以胰岛素为例，糖尿病患者每天需接受2至4次皮下注射以维持血糖的稳定，极易造成局部组织感染、低血糖等问题。因此，开发胰岛素的口服缓控释递送系统已成为糖尿病治疗领域的研究热点。
在这项工作中，田间课题组基于团队的前期研究(Science Advances, 2022, abm4677)，利用金属有机框架（Metal-Organic Framework, MOF）结构高度可调、表面易修饰等特点，开发了一种简单、高效且具有缓释特性的口服胰岛素纳米递送系统(I@F-P NPs)。该纳米系统利用一种特定的功能分子—叶酸（FA）对耐酸性MOF纳米粒子(PCN-777)表面进行功能化修饰，既促进了MOF纳米载药体系在糖尿病动物体内的选择性口服吸收，又实现了对胰岛素释放动力学的精准调控。具体而言，FA通过其羧基末端锚定于MOF纳米粒子结构表面锆簇上的开放配位位点，从而利用糖尿病动物肠道中上调的叶酸转运蛋白增强纳米系统在肠上皮细胞的内吞作用，选择性地提升I@F-P NPs在糖尿病动物体内的肠道运输效率。同时，借助FA的空间位阻效应延缓血液环境中磷酸盐等离子对MOF结构的侵蚀，调节了胰岛素的释放速度，确保在狭窄的治疗窗口内实现胰岛素的长效稳定释放。在糖尿病动物模型中，该口服胰岛素纳米递送系统展现出长达48小时的平稳降血糖效果，降低了低血糖的风险，生物利用度达到35.5%。本研究为开发新型口服胰岛素缓控释递送方案提供了新的研究思路。
该研究工作得到了国家自然科学基金和武汉大学科研公共服务条件平台的支持。
文章链接：
https://doi.org/10.1016/j.matt.2024.101948
