Science（《科学》）杂志子刊Science Advances（《科学•进展》）近日在线发表了金沙集团wwW3354CC教授田间课题组在胰岛素口服递送方面的研究成果。该研究设计并发展了一种基于耐酸性金属有机骨架材料的口服胰岛素纳米制剂，它可以有效克服胰岛素口服吸收的多重屏障，显著提高了胰岛素的口服生物利用度。

论文题目为“Efficientoralinsulindeliveryenabled bytransferrin-coatedacid-resistantmetal-organicframeworknanoparticles”（《转铁蛋白包被的耐酸性金属有机骨架纳米颗粒实现高效口服胰岛素递送》）。金沙集团wwW3354CC2020级博士研究生邹俊捷为第一作者，武汉大学田间和美国北德克萨斯大学教授马胜前为共同通讯作者。武汉大学为论文第一署名单位和通讯单位。

基于耐酸性金属有机骨架的口服胰岛素纳米制剂的构建及其吸收机制示意图

糖尿病是危害人类健康的第三大杀手，具有高患病率、残疾率和死亡率，全球范围内患病人数超过4.7亿，每年产生的医疗费用高达7000多亿美元。其中，I 型糖尿病和部分II 型糖尿病患者的治疗依赖于每日皮下注射胰岛素，但长期皮下注射给患者带来了极大的痛苦。与注射相比，口服制剂用药简单且具有良好的患者依从性，若能实现胰岛素的口服递送，将取得糖尿病治疗的革命性进步。然而，胰岛素、抗体、蛋白等大分子药物在胃肠道中的不稳定性和吸收差等问题严重阻碍了口服胰岛素的临床研究与发展。

鉴于此，田间课题组创新性地利用靶向蛋白包被的耐酸性金属有机骨架纳米材料来实现胰岛素口服递送。金属有机骨架纳米载体的多孔及高度有序结构实现了蛋白质药物的高负载量。同时，耐酸性金属有机骨架不仅可以作为“盔甲”保护负载的蛋白质免受胃酸环境和消化酶的影响，还表现出可控制释放的特性，仅在吸收入体循环后的生理条件下分解并释放胰岛素。更重要的是，金属有机骨架易于修饰的特性使转铁蛋白在纳米粒子表面形成蛋白冠，其能与肠上皮细胞广泛表达的转铁蛋白受体相结合，通过受体介导的跨细胞途径递送胰岛素，成功克服了肠上皮细胞吸收屏障。该团队在患有1型糖尿病的大小鼠模型上验证了金属有机骨架纳米制剂口服递送胰岛素的效能，发现该类制剂能有效的调节血糖水平长达10小时，并成功将胰岛素在大鼠体内的口服生物利用度提高至29.6%。此外，这类口服纳米递药系统生物相容性良好，制备路线经济便捷，具有进一步临床转化的潜力。

负载荧光标记胰岛素的金属有机骨架口服纳米制剂在生物体内的分布

该研究表明，功能性金属有机骨架纳米颗粒可以有效保护蛋白质免受胃环境的影响并克服多重口服屏障，为口服生物大分子递送提供了新策略及理论依据。

该研究得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研专项基金等项目资助。

论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abm4677