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王乐勇/胡晓玉课题小组在多响应性超分子诊疗一体化纳米体系用于葡萄糖识别和胰岛素给药研究方面取得初步进展

日期:2018年7月16日 10:58

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王乐勇/胡晓玉课题小组在基于柱芳烃和二苯基硼酸衍生物的多响应性超分子诊疗一体化纳米体系用于葡萄糖识别和胰岛素给药研究方面取得进一步进展,其成果"Multi-Responsive Supramolecular Theranostic Nanoplatform Based on Pillar[5]arene and Diphenylboronic Acid Derivatives for Integrated Glucose Sensing and Insulin Delivery"2018712日在Small接受发表。我院2016级博士研究生左旻瓒为该论文第一作者,2017级硕士生钱伟瑞同学在生物评价方面做出重要贡献。该研究的配体合成工作是和化学化工学院强琚莉副教授合作完成,生物评价则是和生命科学学院张冬梅副教授合作完成。

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年将增至6.29亿人左右。其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,患者需要持续进行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,所以常常会因为药物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。

王乐勇/胡晓玉课题组在2017年利用水溶性柱[5]芳烃与吡啶硼酸衍生物主客体相互作用自组装形成智能超分子囊泡用于胰岛素转运研究(Chem. Eur. J. 2017 23, 6605)。在此基础上,课题组进一步合成了具有特定结构的双苯硼酸衍生物,优化其对葡萄糖的选择性识别作用,进而利用水溶性柱[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,并包载胰岛素(Insulin)和葡萄糖氧化酶(GOx),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。协同包载Insulin-GOx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胰岛素调节血糖水平。所释放出的GOx可氧化葡萄糖生成葡萄糖酸使体系的pH降低并释放出H2O2,从而进一步诱导囊泡裂解,加速药物释放。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,并可有效地调节型糖尿病小鼠的葡萄糖水平。该研究工作为智能纳米平台用于糖尿病诊疗提供了新的思路。

      该项目得到国家自然科学基金和科技部重大研究计划的资助;特别感谢化学化工学院朱俊杰教授、姜立萍教授、和刘震教授,以及地球科学学院陆现彩教授的富有成效讨论,在此表示诚挚的谢意。

 

所属类别: 科研进展

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