糖尿病目前影响全世界超过4.63亿人，据估计到2045年将影响超过7亿人。胰岛素治疗是1型和晚期2型糖尿病治疗的核心组成部分；然而，其狭窄的治疗窗口与严重低血糖的风险相关。在正常血糖状态下表现出持续和缓慢的基础胰岛素释放，并实时加速胰岛素释放以应对高血糖的葡萄糖反应载体，可以提供有效的血糖调节，降低低血糖风险。
鉴于此，浙江大学顾臻等人制备了一种聚(L-赖氨酸)衍生的可生物降解的葡萄糖响应性阳离子聚合物，用于构建聚合物-胰岛素复合物以实现葡萄糖刺激胰岛素释放。
示意图
研究人员通过使用4-羧基-3-氟苯基硼酸（FPBA）（一种广泛使用的葡萄糖传感组件）修饰可生物降解的聚赖氨酸（PLL）来合成阳离子聚合物。随后，通过利用生理pH值上的静电吸引，将这些聚合物应用于制备带有负电胰岛素的复合物，该胰岛素的等电点为pH 5.3至5.35。由于形成聚离子复合物的驱动力也与由于释放反离子而导致的熵增加有关，正电荷聚合物链与负电荷胰岛素形成的复合物的稳定性受PLL分子量、FPBA修饰度、聚合物与胰岛素的比例、葡萄糖浓度的影响。
图|葡萄糖反应复合物，用于胰岛素输送
在葡萄糖存在下，FPBA与葡萄糖的结合引起FPBA部分的表观pKa的降低，从而将负电荷引入聚合物链并随后降低了正电荷密度。这导致聚合物和胰岛素之间的吸引力降低，这主要是由于复合物形成过程中熵的增加较小，从而导致聚合物和胰岛素之间的结合力减弱并触发了胰岛素从复合物中的释放。
图|体外释放
在化学诱导的1型糖尿病小鼠中皮下注射时，复合物沉积在皮肤下，并在正常血糖情况下缓慢释放胰岛素，从而维持正常血糖水平。向经复合物治疗的糖尿病小鼠腹腔注射葡萄糖后，升高的BGL触发胰岛素从皮下复合物释放，导致血浆胰岛素水平升高和高血糖的纠正。
图|体内实验
总的来说，研究了FPBA在聚合物中的修饰程度以及聚合物与胰岛素的比例对正常血糖持续时间和体内葡萄糖反应性能的影响。
参考文献：
Jinqiang Wang, et al. Injectable Biodegradable Polymeric Complex for Glucose-Responsive Insulin Delivery. ACS Nano, 2021.
DOI: 10.1021/acsnano.0c07291
https://doi.org/10.1021/acsnano.0c07291
