Semaglutide(Sinopep-Allsino)

糖尿病是一种影响超过 5 亿人的流行病，每年夺去 6-700 万人的生命。含有人工氨基酸的化学合成胰高血糖素样肽 1 受体激动剂 (GLP-1RA) 虽然可以减少糖化血红蛋白和肥胖，但目前价格昂贵，需要侵入性注射。高剂量需求和胃肠道并发症是目前口服 GLP-1RA 的局限性之一。 近日，Plant Biotechnology Journal杂志在线发表了名为“Engineering Marker-Free Lettuce Chloroplast Genome to Express Functional Glucagon-Like Peptide-1 Receptor Agonists Exenatide and Lixisenatide”的研究，研究者在生菜叶绿体中表达了与霍乱毒素 B 亚基 (CTB) 融合的密码子优化的艾塞那肽和利西拉肽，以促进其口服递送、提高可负担性和患者依从性。 GLP-1受体激动剂（GLP-1RAs）的生理效应包括葡萄糖依赖性胰岛素释放（低血糖风险低）、胰腺胰岛β细胞增殖和成熟、胃排空延迟、食欲降低、体重减轻或预防胰岛素治疗相关体重增加、糖化血红蛋白降低、心脏刺激作用等，这些益处使其可用于治疗2型糖尿病（T2DM）及相关并发症。GLP-1RAs如Wegovy（2021年FDA批准）也是减肥的有吸引力的替代方案，因为肥胖是T2DM的诱因之一。艾塞那肽（Byetta）是2005年美国首个获批的GLP-1RA，是希拉毒蜥（Heloderma suspectum）唾液exendin-4蛋白的合成版本，因其对二肽基肽酶-4（DPP-4）的抵抗性，半衰期（2.4小时）长于人类GLP-1（1.5-2分钟）。尽管稳定性高，艾塞那肽（Byetta）需每日两次注射以有效调节血糖。利西拉肽（Adlyxin，单脯氨酸取代且C端修饰，比艾塞那肽多六个赖氨酸）是艾塞那肽的结构修饰形式，仅需每日一次注射。 通过进一步结构修饰，已开发多种GLP-1RAs并获批，如利拉鲁肽、司美格鲁肽、杜拉鲁肽和阿必鲁肽。利拉鲁肽是GLP-1的乙酰化形式，因与血白蛋白结合延长半衰期。半衰期延长后，利拉鲁肽（Victoza）每日一次剂量即可有效控糖。司美格鲁肽通过替换利拉鲁肽易受DPP-4降解的第二个氨基酸，实现更长半衰期（>24小时）。因血浆半衰期延长，司美格鲁肽（Ozempic）每周一次注射即可调节血糖。为方便患者，还开发了口服制剂司美格鲁肽（Rybelsus）。与吸收增强剂N-(8-[2-羟基苯甲酰]氨基)辛酸钠联用，通过局部pH缓冲作用保护司美格鲁肽并促进胃上皮吸收。口服制剂所需剂量较高（每月10mg注射剂 vs 420mg口服剂）。 在黄瓜中表达的十聚体GLP-1类似物（抗DPP-IV和胰蛋白酶消化）口服递送后可降低糖尿病大鼠血糖，但低表达量阻碍进一步开发。烟草细胞中表达的exendin-4十串联重复序列（Ex-4-T）与转铁蛋白融合后通过核基因组表达量低，需纯化后研究小鼠血糖调节。烟草叶绿体中高效表达CTB融合的exendin-4（14.3%总可溶性蛋白），口服递送后调节血糖效果与注射艾塞那肽相似，但烟草系统不适合监管批准。因此，过去十年中，多种人源治疗蛋白在生菜叶绿体中表达以促进监管批准和临床评估。最重要的是，生菜转基因株系中已消除叶绿体基因组工程所需的选择性标记基因。 植物细胞生物封装保护生物制剂免遭胃酸和消化酶降解，但通过肠道微生物酶解释放，这些酶可裂解植物细胞壁聚合物的β-连接。植物细胞表达的生物制剂在冻干后室温下可稳定数年，且可符合FDA监管要求。因省去昂贵发酵、纯化和冷链过程，植物细胞生产的生物制剂成本低于其他系统新上市生物制剂的3%。基于安全性和毒理学研究，生菜叶绿体表达的CTB-ACE2口服递送制剂（口香糖形式）已获FDA批准开展临床试验，以预防SARS-CoV-2感染/传播。花生细胞生物封装的Ara h蛋白口服递送已获FDA批准治疗花生过敏并用于临床。CTB是高效穿膜载体，无免疫原性且抑制对抗融合蛋白的抗体形成，重组口服CTB自1991年获批，Dukoral甚至可非处方获取。 研究者使用三组 PCR 引物确认转基因表达盒位点特异性整合到叶绿体基因组中以及从无标记生菜转质体系中去除选择性标记基因。通过Southern blots，由于不存在未转化的基因组，证实了转质体细胞系中的同质性。 T0 代中的 CTB-艾塞那肽和 CTB-利西拉肽在植物粉末的表达水平分别为 1.94 和 3.64mg/g，在标记去除的 T1 系中分别增加了约 31% 和约 48%。在去除抗生素抗性基因（aadA）之前，当幼苗在选择培养基中发芽时，未产生分离，从而证实了转基因的母系遗传。单唾液酸四己糖神经节苷脂 (GM1) ELISA 证实两种 CTB 融合蛋白的五聚体组装效率与商业 CTB 标准相似。 GLP-1 受体结合证实了 CTB-艾塞那肽/CTB-利西拉肽的功能性，具有统计显着性（***p<0.001，通过 t 检验），并且在叶绿体中的翻译后酰胺化。功能性 CTB-艾塞那肽和 CTB-利西拉肽首次在可食用无标记系统中表达，其功能剂量要求比最近开发的合成 GLP-1RA 低得多。在临床研究上，为推进这些经济实惠的生物制剂的口服给药铺平了道路。 图.表达 CTB-艾塞那肽和 CTB-利西拉肽的工程生菜转质体系。 原文链接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pbi.70554 植物生物技术Pbj 交流群      为了能更有效地帮助广大的科研工作者获取相关信息，植物生物技术Pbj特建立微信群，Plant Biotechnology Journal投稿以及文献相关问题、公众号发布内容及公众号投稿问题都会集中在群内进行解答，同时鼓励在群内交流学术、碰撞思维。为了保证群内良好的讨论环境，请先添加小编微信，扫描二维码添加，之后我们会及时邀请您进群。小提示：添加小编微信时及进群后请务必备注学校或单位+姓名，PI在结尾注明，我们会邀请您进入PI群。