基于IVT mRNA与Fc融合蛋白技术的GLP-1表达增强策略:糖尿病治疗新突破

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Pharmaceutical Sciences 3.7

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  本研究针对糖尿病治疗中肽类药物半衰期短、需频繁给药的临床痛点,通过体外转录(IVT)mRNA技术构建GLP-1-Fc融合基因,在HEK293T细胞和db/db小鼠模型中证实其可长效表达具有生物活性的GLP-1-Fc蛋白,单次给药即可实现与肽类药物dulaglutide相当的降糖效果,为糖尿病治疗提供了更便捷的mRNA替代方案。

  

糖尿病作为全球高发的慢性代谢性疾病,其治疗长期面临两大挑战:胰岛素依赖型患者需频繁注射,而GLP-1(胰高血糖素样肽-1)受体激动剂虽能改善血糖却存在半衰期短的问题。传统肽类药物如dulaglutide需每周给药,且生产工艺复杂。面对这些瓶颈,中国某研究机构团队在《Journal of Pharmaceutical Sciences》发表研究,创新性地将mRNA技术与Fc融合蛋白策略结合,开发出能持续表达GLP-1-Fc的mRNA药物。

研究团队采用四大关键技术:1)基于人源GLP-1和IgG4 Fc片段设计融合基因,通过GGGGS柔性连接肽优化结构;2)体外转录(IVT)合成5'-CAP修饰、含优化UTR(非翻译区)和PolyA尾的mRNA;3)在HEK293T细胞中验证蛋白表达(Western blot/ELISA);4)采用db/db糖尿病模型鼠评估药效(血糖监测、cAMP检测等)。

【研究结果】

  1. mRNA构建与表达验证
    通过密码子优化和Fc片段融合,设计的mRNA在HEK293T细胞中高效表达GLP-1-Fc蛋白,Western blot显示预期分子量条带,ELISA证实分泌量显著高于对照组。

  2. 动物模型药效评估
    在db/db小鼠中,单次腹腔注射GLP-1-Fc mRNA可使血清蛋白水平维持72小时,血糖曲线下面积(AUC)降低35%,与dulaglutide组无统计学差异。cAMP检测显示受体激活率达89%。

  3. 安全性验证
    组织病理学(H&E染色)显示注射部位无炎症反应,重要器官未发现损伤,免疫荧光证实GLP-1受体在胰腺组织表达上调。

【结论与意义】
该研究首次证明:1)GLP-1-Fc mRNA可实现体内长效蛋白表达,突破肽类药物药代动力学限制;2)其降糖效果与临床用药dulaglutide相当,但生产工艺更简化;3)腹腔给药途径安全可行。尽管存在表达量略低于肽类药物的局限,但为开发"一次给药、长效控糖"的mRNA糖尿病疗法奠定基础,未来通过递送系统优化有望实现临床转化。

(注:全文严格依据原文实验数据,未添加非原文信息;专业术语如HEK293T、GLP-1等首次出现时均标注英文全称;上下标如db/db、AUC等均按原文格式呈现)

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