南京大學(xué)介觀化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室超分子化學(xué)與智能材料團(tuán)隊(duì)王樂勇/胡曉玉課題組在基于柱芳烴和二苯基硼酸衍生物的多響應(yīng)性超分子診療一體化納米體系用于葡萄糖識(shí)別和胰島素給藥研究方面取得進(jìn)一步進(jìn)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”于近日在Small接受發(fā)表。南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2016級(jí)博士研究生左旻瓚為該論文第一作者，2017級(jí)碩士生錢偉瑞同學(xué)在生物評(píng)價(jià)方面做出重要貢獻(xiàn)。該研究的配體合成工作是和化學(xué)化工學(xué)院強(qiáng)琚莉副教授合作完成，生物評(píng)價(jià)則是和生命科學(xué)學(xué)院張冬梅副教授合作完成。
糖尿病是一種全球性慢性代謝疾病，目前全世界約超過4.25億人受此病困擾，預(yù)計(jì)到2045年將增至6.29億人左右。其病理特征是由于胰島素分泌缺陷或其生物作用受損，或兩者兼有引起的血糖調(diào)節(jié)功能紊亂。在常規(guī)治療手段中，患者需要持續(xù)進(jìn)行血糖監(jiān)測和頻繁的胰島素注射，這嚴(yán)重影響了糖尿病患者的生活質(zhì)量。同時(shí)，在上述的“開環(huán)”胰島素給藥體系中，血糖監(jiān)測和胰島素給藥沒有直接關(guān)聯(lián)，所以常常會(huì)因?yàn)樗幬镞^量而導(dǎo)致低血糖癥狀，從而進(jìn)一步引發(fā)諸如癲癇發(fā)作，失明和腦損傷等并發(fā)癥。
王樂勇/胡曉玉課題組在2017年利用水溶性柱[5]芳烴與吡啶硼酸衍生物主客體相互作用自組裝形成智能超分子囊泡用于胰島素轉(zhuǎn)運(yùn)研究（Chem. Eur. J. 2017 23, 6605）。在此基礎(chǔ)上，課題組進(jìn)一步合成了具有特定結(jié)構(gòu)的雙苯硼酸衍生物，優(yōu)化其對葡萄糖的選擇性識(shí)別作用，進(jìn)而利用水溶性柱[5]芳烴與雙苯基硼酸衍生物通過主客體相互作用自組裝形成水溶性超分子囊泡，并包載胰島素（Insulin）和葡萄糖氧化酶（GOx），構(gòu)建了用于葡萄糖識(shí)別和胰島素給藥的多重響應(yīng)性超分子診療一體化納米平臺(tái)。協(xié)同包載Insulin-GOx的囊泡在高血糖環(huán)境中，可選擇性識(shí)別葡萄糖進(jìn)而導(dǎo)致囊泡結(jié)構(gòu)破壞并釋放胰島素調(diào)節(jié)血糖水平。所釋放出的GOx可氧化葡萄糖生成葡萄糖酸使體系的pH降低并釋放出H2O2，從而進(jìn)一步誘導(dǎo)囊泡裂解，加速藥物釋放。通過糖尿病小鼠實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)一步證實(shí)，這種多重刺激響應(yīng)性超分子診療一體化體系可對高血糖環(huán)境進(jìn)行快速響應(yīng)，并可有效地調(diào)節(jié)Ⅰ型糖尿病小鼠的葡萄糖水平。該研究工作為智能納米平臺(tái)用于糖尿病診療提供了新的思路。
該項(xiàng)目得到國家自然科學(xué)基金和科技部重大研究計(jì)劃的資助；特別感謝化學(xué)化工學(xué)院朱俊杰教授、姜立萍教授、和劉震教授，以及地球科學(xué)學(xué)院陸現(xiàn)彩教授的富有成效討論，在此表示誠摯的謝意。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201801942
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