给小肠涂层“胶水”,能让减肥更容易?

来源:环球科学发布时间:2020-09-14

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。	

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(Brigham and Women’s Hospital)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。


▲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:Junwei Li, 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Science Translational Medicine上。



研究人员开发的这种“胶水”名为合成胃肠上皮黏膜(gastrointestinal synthetic epithelial lining,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,Giovanni Traverso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Junwei Li博士说。


▲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。


▲第一作者Junwei Li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。


题图来源:123RF


参考资料

[1] Junwei Li et al., (2020) Gastrointestinal synthetic epithelial linings. Science Translational Medicine. DOI: 10.1126/scitranslmed.abc0441

[2] Gastrointestinal innovation holds potential for treating variety of conditions. Retrieved Aug. 31, 2020 from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-08/bawh-gih082620.php

[3] Scientists create a synthetic lining for the intestine to make delivering drugs easier.  https://www.statnews.com/2020/08/26/small-intestine-lining-gsel-traverso/

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