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一颗药丸模拟一场减肥手术?科学家的奇思妙想,有望治疗2型糖尿病

2018/06/20 来源:生物探索
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导读
“胃旁路手术”(Roux-en-Y gastric bypass,RYGB)是全球最常见的减肥手术之一,但是毕竟是一个手术,所以很少有患者愿意接受这一方案。现在,科学家们研发出一种特殊药丸,可以在大鼠体内模拟手术治疗的效果,实现对血糖的控制。


图片来源:Brigham and Women's Hospital and Randal Mckenzie

这一研究由来自于哈佛医学院、布列根和妇女医院(BWH)的科学家们完成,他们开发出一种能够模拟RYGB手术的奇妙药丸——由肠腔涂层(luminal coating of the intestine,LuCI)组成,可以暂时性覆盖肠道,用于阻止营养物质与小肠内壁的接触。

他们以大鼠为模型,验证发现这一口服药物可以防止餐后血糖上升。这意味着,该疗法有治疗2型糖尿病的潜能。

布列根和妇女医院的材料科学家Yuhan Lee博士表示,“我们利用生物工程技术设计出一种具有良好粘附性的药丸,并且在临床前试验中很好地附着在肠道上。一段时间后,该药丸会消失。”这一最新研究发表在《Nature Materials》期刊。


https://doi.org/10.1038/s41563-018-0106-5

寻找RYGB的替代疗法

除了减轻体重之外,胃旁路手术在治疗2型糖尿病(T2D)上也表现出优于药物治疗的效果。事实上,80%接受RYGB的患者会会经历T2D的早期缓解。然而手术的风险以及不可逆转的改变大大降低了这一治疗手段的接受度,只有1%-2%的患者(符合手术条件)愿意接受手术。

是否有替代手术的策略?Yuhan Lee和团队希望找到一种特殊的材料,能够包裹小肠形成屏障,从而降低营养的吸收率。通过在FDA的安全名单、FDA批准的口服产品中的成分中进行筛选,最终,他们发现,sucralfate(一种用于治疗肠胃溃疡的药物)是首选!

在酸性环境中,sucralfate会分泌一种黏性物质,并与胃粘膜的溃疡区(pH值极低,因为其自身的碳酸氢盐分泌机制出现问题)结合。

然而,以大鼠为模型的体外和体内试验表明,sucralfate在覆盖健康胃黏膜上的作用并不显著,因为健康部位的pH值远高于溃疡区域的pH值。研究人员不得不对其粘性的LuCI化合物进行一些修改,以减少对pH的依赖,从而确保它可以在不需要胃酸的前提下覆盖胃肠道的所有区域。

对改造后的化合物进行初步试验,结果令人鼓舞:与sucralfate不同,LuCI的“屏障”性质能够在高pH值的肠胃环境中展现。


LuCI屏障功能的演示视频,来源:Brigham and Women's Hospital

腾讯地址:https://v.qq.com/x/page/f0690fif5ss.html

模拟减肥手术的药丸surgery in a pill

随后,研究团队利用各种技术,将LuCI糊状物干燥成粉末,并包装成药丸状。当药丸与水或者其他模拟液体混合时,粉末就会简单地重新组合成粘性糊状物,并覆盖在胃黏膜上。

以健康大鼠为模型,研究人员进行了初步试验,结果发现,LuCI糊状物能够在胃和小肠中形成屏障,并在试验的5小时内保持稳定,在24小时内消失。组织学分析表明,这一涂层对小肠内壁没有不良影响,也不会引发动物腹泻或体重减轻。“这表明,LuCI在胃肠粘膜上具有良好的生物相容性。”

进一步的体内试验表明,LuCI涂层能够发挥营养屏障的作用。有意思的是,低粘度的LuCI涂层比高粘度LuCI更能降低血糖反应。

LuCI稳定性的演示视频,来源:Brigham and Women's Hospital

腾讯地址:https://v.qq.com/x/page/c0690souery.html

临床潜力

“胃旁路手术是世界上研究最深入的手术之一,它对血压、睡眠障碍、某些癌症、糖尿病都有积极的影响。” BWH体重管理和代谢外科中心的联席主任Ali Tavakkoli表示,“对于患者和医生来说,拥有一种可以模仿手术效果的短暂性涂层将是极大的福音。”

研究人员总结道:“我们发现,LuCI可以在胃肠道表面形成一个短暂的物理屏障。本质上,它以一种非侵入性的方式模拟了减肥手术的一个关键部分。除了控制营养吸收之外,LuCI还有望作为蛋白质传递载体应用于临床。”

“我们预期,在用餐之前服用这一药丸,可以短暂地覆盖肠道,从而达到减肥手术的效果。”文章作者、BWH首席研究员Jeff Karp设想到。

责编:风铃

参考资料:

"Surgery in a Pill" Developed to Mimic Benefits of Bariatric Surgery on Type 2 Diabetes

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