主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 贵州大学     

基本信息

项目名称:
胰岛素肠道用药治疗糖尿病新方法探索—— 大肠杆菌肠内表达胰岛素对血糖水平的调节作用模拟
小类:
生命科学
简介:
肠道菌群基因组被视为机体第二套基因组,研究表明有一种大肠埃希菌能够产生胰岛素样物质,该物质可以进入血液与胰岛素的靶细胞结合封闭胰岛素受体,使胰岛素不能发挥作用,血糖无法被利用,导致糖尿病。利用以上现象,本实验通过模拟大肠杆菌在肠内表达胰岛素的情况,探讨了在肠道菌群基因组中引入目的基因,治疗蛋白类、肽类激素缺乏导致的疾病作为基因治疗新方法的可能。
详细介绍:
I型糖尿病(T1D)是由T细胞介导的产胰岛素b细胞被破坏的自身免疫性疾病。II型糖尿病,患者自身可以产生胰岛素,但因为细胞膜上受体发生病变,细胞无法对胰岛素做出反应。 人的健康除受自身基因的调控和外界环境的作用外,还受肠道菌群的影响。人肠道内的细菌有上千种,其携带的基因可达300万,是人基因组基因数的100倍,被视为人类的"第二基因组"。肠道菌群的代谢产物,有的直接在肠道内发挥作用,有的被吸收进入循环系统,到达一定的靶器官,结合相应受体,对机体产生影响。Leroith等发现有一种大肠埃希菌能够产生胰岛素样物质,该物质可以进入血液与胰岛素的靶细胞结合封闭胰岛素受体,使胰岛素不能发挥作用,血糖无法被利用,导致糖尿病。 若通过改造大肠杆菌基因组,在大肠杆菌基因组中引入人胰岛素原基因,使之在肠道内表达,经吸收进入血液循环到达靶器官发挥生物学效应,或许可以作为糖尿病等各种因蛋白类、肽类激素缺乏而导致疾病的治疗新手段。本实验通过模拟大肠杆菌肠内表达胰岛素调节血糖水平,观察胰岛素在肠内吸收的情况。探讨该方法的可能性。 通过对实验数据的分析,虽然家兔存在个体差异,但胰岛素可以在肠道内有效吸收并发挥生理作用,家兔小肠能够很好的吸收胰岛素并起到降血糖的作用。认为如果可以使肠道菌群在肠内稳定表达胰岛素,可以作为治疗糖尿病的新手段。

作品专业信息

撰写目的和基本思路

模拟大肠杆菌肠内表达胰岛素调节血糖的情况,观察胰岛素在小肠的吸收情况,探索肠道菌群表达目的基因治疗蛋白类、肽类激素缺乏所导致疾病的可能。在家兔小肠注射胰岛素、生理盐水、胰岛素大肠杆菌混合液、大肠杆菌培养液,检测注射前后不同时间血糖的变化。若胰岛素能在肠道内吸收并调解血糖,提示大肠杆菌肠内表达胰岛素可以作为治疗糖尿病的新方法。

科学性、先进性及独特之处

大肠杆菌既是常见的肠道菌群也是常用的基因工程菌,本项目通过模拟大肠杆菌肠内表达胰岛素,提出将基因治疗中的目的基因引入到肠道菌群基因组中,通过使大肠杆菌等在肠内表达目的基因,治疗蛋白类、肽类激素缺乏所导致疾病的方法。提出新的基因治疗方法。

应用价值和现实意义

实验模拟大肠杆菌肠内表达胰岛素调节血糖的情况,证明胰岛素在小肠能够有效吸收,认为若将目的基因引入肠道菌群基因组,可以成为将来基因治疗蛋白类、肽类激素缺乏所导致疾病的新方法。

学术论文摘要

目的: 模拟大肠杆菌肠内表达胰岛素以调节血糖水平,探讨胰岛素肠道用药治疗糖尿病新方法。方法:选取4组家兔,分为生理盐水注射组、胰岛素注射组、胰岛素+大肠杆菌混合液注射组、大肠杆菌培养液注射组,观察给药前后不同时间各组家兔血糖水平,比较各组家兔血糖水平变化情况。结果:发现胰岛素注射组、胰岛素+大肠杆菌混合液注射组家兔给药后60 min内血糖水平持续降低,此后开始上升,最终240 min后维持在正常水平;生理盐水注射组、大肠杆菌培养液注射组,给药后60 min血糖水平保持相对平稳,240 min后血糖水平明显下降,前两组与后两组在240 min的血糖水平差异明显。结论:胰岛素+大肠杆菌注射组具有明显的降血糖作用,说明胰岛素可以在小肠内吸收,达到降血糖作用。提示,大肠杆菌肠内表达胰岛素可以有效调节血糖水平。

获奖情况

鉴定结果

参考文献

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同类课题研究水平概述

1肠道菌群 肠道菌群与机体的相互作用是目前研究的热点,已发现很多代谢性疾病都与肠道菌群的失调有关。也有学者认为肠道菌群可作为药物作用的靶点,通过菌群的调节可以治疗某些疾病。 2基因治疗 将外源基因通过基因转移技术将其插入病人的适当的受体细胞中,使外源基因制造的产物能治疗某种疾病。目前基因治疗的方法大多将目的基因插入干细胞中,再将其注射进机体相应组织,其分化后分泌相关肽或蛋白。将目的基因引入肠道菌群基因组中的方法未见报道。 3肽类、蛋白类药物 肽类、蛋白类药物口服易在消化道降解、失活,失去药效。因此,临床上多采取静脉注射等方式给药。糖尿病人更是每天多次皮下注射胰岛素,常因为吸收不好形成淤血、结节、硬块,给病人带来痛苦。研究人员一直在探索安全有效的给药方式
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