中国科学院长春应用化学研究所贺超良研究员、陈学思院士团队AM：包载两性离子凝胶化MOF纳米颗粒的pH响应自解封胶囊促进艾塞那肽口服吸收

多肽药物的口服治疗方式因其便捷性、患者高依从性等诸多优势而受到越来越多的关注。对于仍需频繁注射胰岛素进行血糖控制的糖尿病患者而言，通过口服方式补充胰岛素或降糖多肽如艾塞那肽将极大减轻患者的痛苦和负担。然而消化道的促降解环境，以及因粘液层与小肠上皮细胞形成的大分子药物吸收屏障大大限制了多肽药物口服传输的实际应用效果。针对消化道的特殊环境，理想的口服多肽传输方案一方面需要载体能保护多肽免受胃酸及消化道中酶对于多肽活性的影响，另一方面还需要能促进肠道系统对于多肽药物的吸收。

针对上述问题，中国科学院长春应用化学研究所贺超良研究员、陈学思院士团队设计了一种两性离子微凝胶修饰的金属有机框架（MOF）纳米载药颗粒，并进一步采用pH响应自解封胶囊封装作为多肽口服传输载体。利用这种载体系统可以实现艾塞那肽的有效口服传输与吸收，实现糖尿病模型大鼠的血糖控制。相关结果发表在Advanced Materials上。

该研究团队首先通过MOF纳米颗粒实现了多肽药物艾塞那肽的高效负载，并通过引发两性离子单体、N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）和双丙烯酰胺交联剂在MOF纳米颗粒表面自由基共聚合，获得了两性离子水凝胶表面修饰的载药MOF纳米颗粒。通过两性离子水凝胶层修饰，显著提高了载药颗粒穿透肠道粘液的能力，并能促进小肠细胞对于载药纳米颗粒的摄取，最终有利于肠道对于多肽药物的吸收和利用。为了实现口服过程中载药纳米颗粒在胃部安全通过并在肠道快速释放，作者采用pH响应肠溶胶囊封装并同时装填柠檬酸钠和碳酸氢钠，使得胶囊在肠道中性环境中溶解的同时产生大量气泡，加速胶囊自行解封，进而释放出负载多肽的两性离子凝胶化MOF纳米颗粒。通过建立糖尿病大鼠模型，采用pH响应自解封胶囊封装两性离子凝胶化MOF纳米颗粒的口服治疗方式，能显著提高艾塞那肽的口服利用效率，降低大鼠血糖浓度。相比于艾塞那肽皮下注射，该口服传输体系获得了17.3%的相对药学活性。该研究为克服多肽药物口服传输过程中的生物学屏障提供了新方法。

论文信息：

A pH-Triggered Self-Unpacking Capsule Containing Zwitterionic Hydrogel-Coated MOF Nanoparticles for Efficient Oral Exendin-4 Delivery

Yuhao Zhou, Zhixiong Chen, Dan Zhao, Dong Li, Chaoliang He, Xuesi Chen

Advanced Materials

DOI: 10.1002/adma.202102044

原文链接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202102044