动物细胞与植物细胞有一些共同之处,但我们缺乏的一个关键特征是坚硬的细胞壁。虽然这为植物提供了结构,但科学家们也越来越多地关注它在新材料、纤维素技术以及现在的胰岛素输送中的应用。
~*h` ?A0 #x|h@(y| 在宾夕法尼亚大学牙科医学院的亨利·丹尼尔(Henry Daniell)的带领下,研究人员创造了一种很有前途的植物胰岛素,它含有胰岛素中天然存在的三种肽,更妙的是可以以口服的方式给药。
efF>kcIC NbnuQPb' 与内部的遗传物质一样重要的是,植物细胞壁是药物疗效的关键。它们的坚固性保护胰岛素免受上消化道酸和酶的影响,直到药物到达肠道中的微生物,这些微生物才会释放胰岛素。从这里开始,胰岛素通过肠-肝轴到达目的地。
h $}&N ?$xZ$zW 在对小鼠的试验中,植物性胰岛素能够在15分钟内调节血糖,与自然分泌的胰岛素相当。用传统胰岛素注射治疗的小鼠血糖水平急剧下降,导致低血糖。
KCkA4`IeM y2eeE CS] “低血糖的风险是当前输送系统的最大缺点之一,甚至可能导致昏迷,”Daniell说。“我们的口服胰岛素含有所有三种蛋白质,并直接输送到肝脏。它的作用就像天然胰岛素一样,可以最大限度地降低低血糖的风险。”
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= ZO $}m? 当前的药物(例如通过胰岛素笔注射)存在低血糖风险,而胰岛素泵提供的精确药物输送需要非常昂贵的硬件。目前的机器成本约为6500美元,使用寿命为三到四年。
{'#^ 0@ 9em~ 至于药物本身,基因工程的复杂过程本质上是一把“基因枪”,用于通过植物细胞壁发射人类胰岛素基因。这些基因被整合到植物的基因组中,并经过几代人的选择,从保留蓝图的种子中培育出来,让所有生长的植物都能用于生产胰岛素。
+LM/< l dF%sD|<) 研究发现,尽管这部分基因组发生了变化,但在试验中的植物和动物身上都没有发现任何不良影响。在基因完好无损的情况下,生菜可以被冷冻干燥、磨碎并准备好用于口服。
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R !J 宾夕法尼亚大学/(CC By-NC-ND 4.0)当前胰岛素疗法和植物基疗法的概述
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