何时会有口服胰岛素？新研究回答了困扰糖尿病研究人员100年的问题

墨尔本沃尔特和伊丽莎-霍尔研究所（WEHI）的研究人员终于回答了一个困惑了糖尿病研究人员一个世纪的问题：胰岛素以外的分子能有同样的效果吗？该团队的发现为开发口服胰岛素药片提供了关键性的见解。

他们成功地证明了一种非胰岛素分子如何能够模仿胰岛素，而胰岛素对于维持血糖水平是至关重要的。这项由WEHI领导的研究为药物的开发开辟了新的途径，可以取代1型糖尿病患者的日常胰岛素注射。

从左至右：迈克-劳伦斯教授、尼古拉斯-柯克博士和马伊-马盖茨首次制作了与胰岛素受体相互作用的胰岛素模拟分子的三维图像。资料来源：WEHI

研究人员准确地看到了一种模拟胰岛素的分子是如何再现胰岛素的活动以调节血糖水平的。这项研究回答了一个世纪之久的问题：是否有可能取代胰岛素？

1型糖尿病患者不能产生胰岛素，需要每天多次注射胰岛素来保持血糖水平的控制。新的研究证实，替代分子可以用来开启血糖吸收，完全绕过对胰岛素的需求。

这项研究发表在《自然通讯》上，由WEHI的尼古拉斯-柯克博士和迈克-劳伦斯教授领导，并与美国制药公司礼来公司的研究人员合作。

一张三维图像显示了胰岛素模拟分子（紫色）如何与胰岛素受体（灰色）的一部分相互作用以开启。一旦被激活，当身体的糖分水平过高时，受体会引导细胞吸收葡萄糖。资料来源：WEHI

为什么没有胰岛素药片？

柯克博士说，科学家们一直在努力将胰岛素制成药片，因为胰岛素是不稳定的，而且在消化时很容易被身体降解。他说："自从100年前发现胰岛素以来，开发胰岛素药片一直是糖尿病研究人员的梦想，但是，经过几十年的尝试，一直没有什么成功。"

现在，随着低温电子显微镜（cryo-EM）的发展，研究的速度大大加快，这种新技术可以将复杂的分子以原子级的细节可视化，使研究人员能够快速生成胰岛素受体的三维图像（"蓝图"）。

通过低温电镜，我们现在可以直接比较不同的分子，包括胰岛素，如何改变胰岛素受体的形状。胰岛素的相互作用原来比任何人预测的都要复杂得多，胰岛素和它的受体在结成伙伴时都会发生巨大的形状变化。

用简单分子模仿胰岛素

新的研究显示了一种模仿胰岛素的分子是如何作用于胰岛素受体并将其打开的，这是在身体糖分水平过高时指示细胞吸收葡萄糖的途径的第一步。

该小组进行了复杂的低温电镜重建，以获得被称为"肽"的几种分子的蓝图，这些分子已知与胰岛素受体相互作用并将其保持在"活跃"位置。冷冻电镜实验确定了一种能够以类似于胰岛素的方式结合和激活受体的肽。胰岛素已经进化到小心翼翼地抓住受体，就像一只手把一双钳子放在一起。研究人员使用的多肽成对工作，以激活胰岛素受体--就像两只手抓住外面的那对钳子。

科学家们已经成功地用可以作为药片服用的药物取代了这些种类的模仿分子。虽然距离有效的治疗结果还很遥远，但该团队的发现可能会导致一种药物取代胰岛素，减少糖尿病患者的注射需求。

"这仍然是一条漫长的道路，需要进一步的研究，但是知道我们的发现为1型糖尿病的口服治疗打开了大门，这是令人激动的。"