生物通報道：最近，哥本哈根大學的一項新研究，指出了一種全新的方法，設計胰島素為基礎的治療藥物。這種方法可以為1型糖尿病患者提供更為個性化、更少副作用的藥物治療方法。

哥本哈根大學化學系教授Knud J. Jensen，與丹麥科技大學（DTU）和諾和諾德公司的研究人員一起，將這項研究結果發(fā)表在國際化學權威期刊《Angewandte Chemie》。

Jensen教授說：“我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種新的方法來修飾-胰島素分子，對于3500萬名糖尿病患者來說，這是很重要的。我們都為之感到非常高興。”

當人們失去生產(chǎn)胰島素（一種調節(jié)血糖的蛋白質）的能力時，就會患上糖尿病。糖尿病不能治愈，如果未經(jīng)治療可能是致命的。此外，如果治療不當，這種疾病可能會導致嚴重的并發(fā)癥和永久的健康后果。幸運的是，注射胰島素可以幫助患者像正常人那樣生活。但是這里有一個問題：產(chǎn)生可以全天均勻釋放的胰島素，，是有疑問的。因此，患者很難保持一致的血糖水平。

天然胰島素可組裝成均勻的網(wǎng)格狀結構，稱為hexameres。生產(chǎn)胰島素藥物的巨大挑戰(zhàn)在于，產(chǎn)生同樣均勻的納米結構。更均勻的胰島素可以組裝，更可能是，它能夠以可預測的量、并以穩(wěn)定的速度而被釋放。

化學系的研究人員設計了一種方法，讓制成的胰島素自組裝成均勻的化學網(wǎng)格結構。聯(lián)吡啶（Bipyridines）位于胰島素分子的末端。聯(lián)吡啶作為吊鉤，胰島素用其鉤住其他分子。通過將一個鐵二原子鉤到聯(lián)吡啶上，化學家可以很精確地控制胰島素的裝配。

然而，人體內產(chǎn)生的胰島素，在準備好使用之前，是儲存在胰腺中，糖尿病患者在皮膚下注射制造的胰島素，在那里它被儲存在脂肪組織中。得益于新開發(fā)的Iron II方法，Jensen和他的團隊可“說服”制造的胰島素自組裝成納米結構，非常適合于儲存在脂肪中。為了研究它們自組裝的納米胰島素是否也可以被釋放到血液中，Jensen的研究小組在大鼠身上測試了這種新形式的胰島素。它們的血糖水平下降。這一結果讓Jensen教授對這種新方法感到非常樂觀。

Knud J. Jensen繼續(xù)說：“我們已經(jīng)證明，我們可以影響胰島素的組裝方式，我們也證明，胰島素可以被釋放。在我們將這種納米胰島素轉化為一種藥物之前，仍然需要開展大量的工作。但對我來說，有一點是非常清楚的，這可能是設計長時間從皮下儲存庫釋放藥物的一種好方法。因為我們能夠控制胰島素的自組裝特性，準確地說，我認為，這種方法也可以用來設計具有各種特性的胰島素�！�

除了在大鼠中研究這種療效之外，該研究小組還采用納米技術方法、原子力顯微鏡（AFM）和小角X射線散射，研究了胰島素的網(wǎng)格結構。原子力顯微鏡照片可逼真地描繪分子的表面，小角度X射線可描繪內部結構。以這種方式，他們已經(jīng)能夠肯定地說，添加鐵二原子的確可讓胰島素自組裝成一種異常均勻的方式。

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然而，對于Jensen教授來說，自組裝后的化學反應是真正的樂趣。Jensen總結說：“利用鐵二原子使蛋白質自組裝，是一種新型的化學過程。也就是說，我們已經(jīng)進行了基礎研究。但我們在這項基礎研究中所選擇的分子，與一個的重要產(chǎn)業(yè)合作伙伴相關。我們的基礎研究，可以促使開發(fā)新的藥物，使我們的工作更加具有相關性�！�

除了開發(fā)更安全、更有效、更個性化的糖尿病治療藥物之外，讓糖尿病患者擺脫胰島素注射，也是許多糖尿病研究人員的目標。近期，麻省理工學院（MIT）波士頓兒童醫(yī)院等機構的一項最新研究進展，可以提供一種方法來實現(xiàn)胰島細胞移植。研究人員設計了一種材料，可在人類胰島細胞移植前封裝它們。這些研究成果，以兩篇論文的形式，分別發(fā)表在《Nature Medicine》和《Nature Biotechnology》雜志（糖尿病治療的注射時代或將終結）。去年6月份，美國北卡羅來納大學（UC）和北卡羅來納州立大學（UC State）華人學者顧臻的一項新發(fā)明，可能使眾多糖尿病患者擺脫痛苦的胰島素注射，他帶領的研究小組研制出第一個“智能胰島素貼片”，可以檢測血糖水平的增加，并在需要的時候分泌適當劑量的胰島素進入血液，這項研究發(fā)表在《PNAS》雜志（顧臻PNAS：取代胰島素注射的智能貼片）。

（生物通：王英）

生物通推薦原文摘要：
Construction of Insulin 18-mer Nanoassemblies Driven by Coordination to Iron(II) and Zinc(II) Ions at Distinct Sites
Abstract：Controlled self-assembly (SA) of proteins offers the possibility to tune their properties or to create new materials. Herein, we present the synthesis of a modified human insulin (HI) with two distinct metal-ion binding sites, one native, the other abiotic, enabling hierarchical SA through coordination with two different metal ions. Selective attachment of an abiotic 2,2′-bipyridine (bipy) ligand to HI, yielding HI–bipy, enabled ZnII-binding hexamers to SA into trimers of hexamers, [[HI–bipy]6]3, driven by octahedral coordination to a FeII ion. The structures were studied in solution by small-angle X-ray scattering and on surfaces with AFM. The abiotic metal ligand had a higher affinity for FeII than ZnII ions, enabling control of the hexamer formation with ZnII and the formation of trimers of hexamers with FeII ions. This precise control of protein SA to give oligomers of oligomers provides nanoscale structures with potential applications in nanomedicine.