Bioactive Materials
BLG纳米原纤维实现高效、安全、可扩展的口服胰岛素递送

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该研究开发了一种基于β-乳球蛋白（BLG）纳米原纤维的口服肽递送系统，通过独特的“增强-降解-恢复”机制，有效提升胰岛素的口服生物利用度，同时确保肠道屏障完整性和长期安全性，为糖尿病治疗提供了可持续、安全、易于扩展的新型递送平台。

 

文献概述
本文《Food-derived β-lactoglobulin nanofibrils: An efficacy, safe, and scalable solution to overcome oral insulin delivery challenges》，发表于《Bioactive Materials》杂志，回顾并总结了口服胰岛素递送所面临的生物利用度低、肠道屏障受损以及规模化生产困难等挑战。研究提出了一种基于食品来源的β-乳球蛋白（BLG）纳米原纤维的新型递送策略，有效解决了这些长期未满足的临床需求。

背景知识
口服胰岛素因其无创、易管理的特点，一直是糖尿病治疗研究的热点。然而，肠道上皮屏障的限制以及胰岛素在胃肠道中的降解问题，严重限制了其临床应用。目前已有多种策略，如化学渗透增强剂、配体修饰纳米载体、外泌体递送等，但这些方法普遍存在生物利用度低、肠道损伤或成本高问题。BLG是一种乳清蛋白，占奶酪乳清蛋白的约50%，在特定酸性条件和高温下可自组装为β-折叠纳米原纤维。本研究利用这一特性，开发了一种具有肠道屏障可逆调节能力的口服递送系统，为糖尿病治疗提供了一种可持续、安全、可扩展的解决方案。

 

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研究方法与实验
研究团队通过酸热处理从BLG单体中制备纳米原纤维，并使用FiberApp软件对其结构进行表征。随后，在模拟胃肠液中评估其稳定性。通过小鼠模型进行口服递送实验，评估胰岛素吸收效率、血糖变化及血清胰岛素水平。同时，研究还采用Caco-2细胞模型分析纳米原纤维对肠道屏障通透性的影响，并结合多种抑制剂研究其作用机制。此外，团队还进行长期毒性评估，包括组织病理学、肠道菌群、细胞凋亡等指标。

关键结论与观点

• BLG纳米原纤维在口服递送胰岛素中展现出10.2–12.3%的生物利用度，显著高于现有化学增强剂（5–8%）
• 纳米原纤维通过促进钙离子内流激活calpain蛋白，短暂增强肠道紧密连接通透性，随后通过蛋白酶降解恢复屏障功能，避免长期损伤
• 该系统在牛奶、燕麦奶、豆奶等多种饮品中均保持稳定，具备良好的制剂适应性
• 长期口服安全性研究显示，无组织损伤、无炎症升高、肠道菌群稳定，且不影响肠道上皮增殖与凋亡
• BLG纳米原纤维具有高度可扩展性，每千克奶酪可提取约45克BLG，适合大规模生产与临床应用

研究意义与展望
该研究提供了一种高效、安全、可扩展的口服肽递送系统，解决了现有递送平台在生物利用度、肠道屏障完整性和规模化生产中的三重挑战。未来研究可进一步优化该系统的剂量和递送时间窗，以满足临床转化需求，拓展至其他肽类药物的口服递送。

 

提供多种代谢疾病模型，如糖尿病、肥胖症等，支持体内药效评价，包括血糖、血脂、肝肾功能等指标检测，适用于抗糖尿病药物筛选和临床前研究。

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结语
本研究成功开发了一种基于β-乳球蛋白纳米原纤维的口服胰岛素递送系统，该系统不仅提升了胰岛素的口服生物利用度，还确保了肠道屏障的可逆调节和长期安全性。通过利用食品来源的材料和可扩展的制备方法，该策略符合绿色可持续发展的理念，为糖尿病及其他肽类药物的口服递送提供了新的解决方案。研究还揭示了纳米原纤维调控肠道屏障的机制，为未来开发基于蛋白质自组装的口服递送系统提供了理论基础和实验依据。

 

Xihua Liu, Shuangjian Li, Guodong Wu, Yapeng Fang, and Yiping Cao. Food-derived β-lactoglobulin nanofibrils: An efficacy, safe, and scalable solution to overcome oral insulin delivery challenges. Bioactive Materials.