纳米材料可提高胰岛素对神经系统的影响

在未来可能会有一种方式来提高糖尿病治疗——更好的控制血糖和其使用的大脑,和较低的风险神经问题——胰岛素通过附加一个特别设计的纳米材料。

俄亥俄州立大学的研究人员已经开发出一种胰岛素绑定到一个字符串组成的复合氨基酸,包括抗氧化剂组。的一项早期研究老鼠,发表在生物材料建议这纳米材料的糖尿病属性包括改善葡萄糖消耗和可用性作为大脑的燃料。

在一项新的研究中,研究小组比较了治疗效果的实验化合物单独单独胰岛素的影响,纳米材料在1型糖尿病小鼠模型。血糖控制的措施和insulin-related基因活动接受联合治疗的老鼠的大脑中接近那些健康的动物,和这些老鼠一样更好的测试他们的思维和记忆。

先前的研究已经与1型和2型糖尿病认知功能和更高的患老年痴呆症的风险问题,但“神经系统并发症的糖尿病是最不解决,”说Ouliana Ziouzenkova副教授人文科学俄亥俄州立和该研究的资深作者。

“我们在小鼠中发现,分子和胰岛素结合比每个单独治疗逆转糖尿病引起的问题,并产生了显著提高认知能力比所有其他组织。”

该研究发表在《华尔街日报》制药学。

科学家用于绑定到胰岛素分子的化学结构,称为AAC2,开发了实验室的研究文章的第二作者Jon Parquette教授化学和生物化学在俄亥俄州立大学。

Parquette和合作者创造了一系列的小分子的氨基酸链,使AAC2,添加抗氧化剂的结构片段香豆素。链是为了堆栈像砖和坚持彼此的方式使他们能够自组装成纳米纤维,带着积极的电荷。电子部队保持胰岛素和AAC2在一起形成一个超分子复杂。

“这很重要,因为很多事情在生理范围内似乎在纳米尺度上。蛋白质,细胞表面,病毒都是纳米尺度物体,”他说。“如果你能让事情功能规模,你有一个更好的介入生物过程的能力。

1型糖尿病患者的身体不要让足够多的胰岛素,在2型糖尿病患者,身体不能正常使用胰岛素将糖从血液转移到肌肉和脂肪细胞和体内其他细胞,用葡萄糖能量。大脑的主要器官要求使用葡萄糖燃料,依赖于特定的转运蛋白将葡萄糖转运蛋白,它的功能可以被违规等血糖水平的那些发生在糖尿病。

在这项研究中,在老鼠实验化学和基因工程有胰岛素缺乏导致高水平的血糖,1型或2型糖尿病的标志。研究者注入动物每三天仅用人类胰岛素(用来区分从小鼠产生的胰岛素治疗),仅AAC2分子,或AAC2分子绑定到人类胰岛素联合治疗。

研究小组发现,只有稳定血糖水平产生的联合治疗的老鼠在很长一段时间和积极影响基因表达在他们的大脑和神经递质运输。接受联合治疗的老鼠在认知行为测试中也表现得更好比动物只有胰岛素治疗或纳米纤维AAC2。

结果表明,这些好处与胰岛素与纳米材料的相互作用如何影响葡萄糖在体内使用的两个方面:对能量代谢分解的葡萄糖,葡萄糖的使用存储和结构的需要。在一起,这些疗法可以重建的积极影响健康的能量平衡,Ziouzenkova说。

“我们的概念提供了一个平衡代谢效应涉及一个完全独特的途径,是这种超分子引起的复杂的,”她说。

研究将继续影响大脑的确切机制,任何长期的副作用以及化合物在体内的降解。Ziouzenkova表示,希望发现糖尿病患者建议这个氨基酸碱度纳米纤维平台可能是有用的在提高治疗其他神经系统和代谢紊乱。神经外科副教授,克里斯蒂汤森加入研究团队探索这些说明。

参考:李,梅森ML,林T, et al。氨基酸纳米纤维改善血糖和胰岛素带来认知治疗效果肯定。制药学。2022;14 (1):81。doi:10.3390 / pharmaceutics14010081

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