青蒿素糖尿病(青蒿素属于糖类吗)

• 1、新发现！屠呦呦团队的青蒿素或可治糖尿病
• 2、屠呦呦研究的青蒿素，有人说青蒿素可治愈糖尿病，这是真的吗？
• 3、发酵罐里“酿”出青蒿素 这种技术帮人类实现“造物自由”

新发现！屠呦呦团队的青蒿素或可治糖尿病

科技日报北京12月3日电 记者李颖

由我国药学家屠呦呦和她的团队研制出的青蒿素药物至今仍然是世界范围内最主要的抗疟药物，成功挽救了数百万人的生命。12月1日，在线发表于美国Cell（《细胞》）杂志上的一项突破性研究表明，这一药物或许还可以拯救数亿糖尿病患者。来自奥地利科学院CeMM分子医学研究中心等机构的科学家，利用一种特别设计的、全自动化的分析，科学家们检测了大量已批准药物对人工培养的α细胞的作用。结果惊喜地发现，青蒿素能够让产生胰高血糖素的α细胞“变身”产生胰岛素的β细胞。

该研究的通讯作者Stefan Kubicek表示，胰岛素的绝对和相对缺乏以及胰高血糖素信号通路的过度活化是导致糖尿病的两个主要原因。用能够分泌胰岛素的新细胞取代患者体内被破坏的β细胞有望成为治愈Ⅰ型糖尿病一种简单的策略。多年来，为了实现这一点，全球各国的研究人员利用干细胞或成熟细胞尝试了多种方法。值得注意的是，先前有研究表明，当β细胞极度缺失时，α细胞能够补充胰岛素产生细胞。在这一转换过程中，表观遗传调控分子Arx被鉴定为关键分子。然而，科学家们只是在活体模式生物中观察到了这一效果，是否周围细胞（甚至远处器官）的其他因素也发挥了作用完全是未知的。

为了排除这些因素，Kubicek的研究小组与诺和诺德小组合作，设计了特殊的α和β细胞系，从所处环境中分离出它们后进行分析。研究证明，Arx缺失足以赋予α细胞新“身份”，并不依赖于机体的影响。接着，科学家们开始探索青蒿素重塑α细胞这一作用背后的分子模型。结果证实，青蒿素结合了一个称为gephyrin的蛋白。Gephyrin能够激活细胞信号的主要开关——GABA受体。随后，无数的生物化学反应发生变化，导致了胰岛素的产生。同日，发表在Cell上的另一项研究表明，在小鼠模型中，注射GABA也能导致α细胞转化为β细胞，表明两种物质靶向了相同的机制。

青蒿素的长期作用需要进一步测试。Stefan Kubicek认为：人类α细胞的再生能力还是未知的。此外，新的β细胞必须不受免疫系统的攻击。但我们相信，青蒿素的发现以及它们的作用模型可以为开发Ⅰ型糖尿病的全新疗法奠定基础。（图片来源于网络）

屠呦呦研究的青蒿素，有人说青蒿素可治愈糖尿病，这是真的吗？

2015年，中国首位诺贝尔医学奖获得者、药学家屠呦呦发现从青蒿中提取的天然抗疟药青蒿素。

此后，青蒿素的半合成衍生物逐渐得到开发，包括青蒿琥酯、蒿甲醚、双氢青蒿素、青蒿酸、蒿乙醚等，在治疗疟疾方面显示出广阔的前景。

随着研究的进展，青蒿素及其衍生物的作用得到了极大的扩展，这些化合物在抗肿瘤、抗纤维化，免疫抑制剂，防病毒、抗肥胖和抗糖尿病治疗。

近年来，越来越多的证据表明青蒿素对代谢性疾病，尤其是糖尿病、肥胖症和高胆固醇血症具有显着的治疗作用。

现在普遍认为胰岛素抵抗和胰岛细胞功能的进行性损伤是2型糖尿病的基本病理机制。

胰岛素抵抗通常是2型糖尿病的第一个病理表现，并伴随整个疾病过程。在2型糖尿病确诊之前，患者常有长期的胰岛素抵抗，身体通过分泌更多的胰岛素来进行代偿。随着疾病的进展，胰岛ß细胞功能受损，而葡萄糖代谢严重失代偿，最终发展为2型糖尿病。

因此，治疗2型糖尿病的关键目标主要是改善胰岛素抵抗和胰岛细胞功能。许多研究表明，青蒿素及其衍生物在2型糖尿病的治疗中具有巨大的潜力，无论是在疾病的早期还是晚期。

青蒿素及其衍生物对胰岛素抵抗的影响越来越受到关注。研究发现每天食用萜类化合物可能有助于治疗肥胖引起的代谢紊乱，例如2型糖尿病、高脂血症和胰岛素抵抗。

在随后的研究中，同时观察到青蒿素诱导的葡萄糖耐量试验(GTT)和胰岛素耐量试验(ITT)结果的改善以及胰岛素抵抗指数(HOME-胰岛素抵抗)的降低。

这些结果证实了青蒿素在改善胰岛素抵抗中的重要作用。值得注意的是，许多研究报道青蒿素及其衍生物可以增加胰岛素敏感性并改善胰岛素抵抗。

青蒿素及其衍生物还可以减少高脂肪饮食（HFD）引起的食物摄入量和体重增加速度。似乎青蒿素的抗肥胖作用可能是它们减轻胰岛素抵抗最重要的方式之一。

糖尿病心肌病（糖尿病心肌病）是影响糖尿病患者生存率的重要因素。糖尿病心肌病的早期病理表现为心肌细胞的炎症和纤维化，其次是心肌细胞的凋亡和坏死。

研究人员青蒿素不仅可以缓解2型糖尿病的多饮、多食和多尿等症状，还可以改善大鼠糖尿病心肌病的一般状态。

具体来说，它通过抑制高糖诱导的早期炎症反应，特别是通过降低TNF-α来降低血浆葡萄糖水平并改善心脏功能，例如左心室收缩末期尺寸、左心室舒张末期尺寸和左心室射血分数。

α和NF-κB水平，通过下调TGFβ-1、胶原Ⅰ和胶原Ⅲ的表达，减少胶原纤维的沉积，抑制心肌纤维化。

大量证据表明，青蒿素治疗后主动脉根部病变面积缩小，血管平滑肌细胞增生和纤维化减弱，动脉粥样硬化病变形成的进程减少，表明对动脉粥样硬化具有潜在的治疗作用，这是动脉粥样硬化的潜在治疗方法之一。

糖尿病性心血管疾病的常见表现。由此推断青蒿素可能通过抑制动脉粥样硬化的发生和发展来缓解糖尿病心血管疾病。

最后青蒿素到底能不能治疗2型糖尿病，对于这一问题非常有必要了解到的是：

在目前的医疗条件下，糖尿病还无法完全治愈，但可以控制。控制好了可以和正常人一样，是可以长寿的。

而以上青蒿素对糖尿病的内容也只是属于研究实验阶段的结论，并没有实现临床用药，因此，一定一定要慎重就医，以免上当受骗！

参考来源：

[1]Wang YL, Wang ZJ, Shen HL, Yin M., Tang KX (2013). 青蒿琥酯和熊果酸对家兔高脂血症及其并发症的影响。

[2]Kim KE、Ko KH、Heo RW、Yi CO、Shin HJ、Kim JY 等。(2016)。青蒿叶提取物减轻高脂饮食喂养小鼠的肝脏脂肪变性和炎症。

[3]从正常体重到肥胖，从正常葡萄糖耐受性到葡萄糖耐受性受损再到 2 糖尿病，青年人的脂肪组织胰岛素抵抗。Kim JY、Bacha F、Tfayli H、Michaliszyn SF、Yousuf S、Arslanian S

[4]The Potential Roles of Artemisinin and Its Derivatives in the Treatment of Type 2 Diabetes Mellitus.Ya-yi Jiang, Jia-cheng Shui, Bo-xun Zhang, Jia-wei Chin, 1 and Ren-song Yue

发酵罐里“酿”出青蒿素 这种技术帮人类实现“造物自由”

视觉中国

有了合成生物技术，用100立方米工业发酵罐生产出的青蒿素，与5万亩农业种植获得的产量相当。

如果我们食用的粮食、肉类、油脂，不需要土地种植和畜牧养殖，就可以摆脱靠天吃饭和土地资源紧张的命运；如果我们使用的汽油、制造各种化工产品的原料，不需要石油、天然气等碳基能源，就不会再担心能源枯竭和环境污染的问题；如果很多珍稀的药物成分，不需要再从植物和动物中提取，就不会担心物种灭绝和过多杀戮……这些看似天方夜谭的事情，正随着合成生物学技术的迅猛发展被逐步实现，未来我们所需的各种产品可能像酿啤酒一样，在工厂车间就能制造出来。

日前科技部批准建设国家合成生物技术创新中心，这将为提升我国合成生物领域企业和产业创新能力提供有力支撑。

创建有特定功能的“人工生物”

合成生物学作为新兴前沿交叉学科之一，早在2004年就被美国《麻省理工⋅技术评论》选为改变世界的未来十大技术之一。中国科学院天津工业生物技术研究所副所长王钦宏介绍说，合成生物学就是采用工程化设计理念，对生物体进行有目标的设计、改造乃至重新合成，创建出能完成特定功能或被赋予非自然功能的“人工生物”。它是继DNA双螺旋结构发现和基因组测序之后的“第三次生物科学革命”，促进了人类对生命密码从“读”到“写”的质变，使人类克服自然进化的局限，让设计自然为人类服务成为可能。

“合成生物学是在分子水平上对生命系统的重新设计和改造。”王钦宏解释说，这个过程很像IT技术，如果让计算机实现某种功能，需要很多元器件集成起来。基因就相当于具有各种功能的元器件，我们把所需要合成的目标物质的各种基因以工程化的方式设计集成，然后装入底盘细胞（目前便于遗传操控的酿酒酵母和大肠杆菌是常用的底盘细胞），被重新设计的细胞就是合成生物。以生物合成番茄红素为例，我们可以先从番茄中提取番茄红素合成所需要的所有基因，然后把这些基因重新设计组合，再装入“底盘细胞”——大肠杆菌或酿酒酵母中获得合成生物，再以葡萄糖作为原料，通过类似酿造啤酒一样的过程，生产出的番茄红素，与从番茄中提取的番茄红素完全一样。

这个看似简单的过程，涉及到生物学与化学、工程学、计算、生物信息学等多学科的交叉融合，此外还涉及基因组测序、基因化学合成、基因编辑、生物计算与建模、蛋白质结构解析、理性设计与定向进化、合成途径构建与调控等一系列核心技术。

“从2010年首个细胞生命被成功合成，到2019年实现功能性定制细胞器的合成，合成生物学不断取得重大科学突破。”王钦宏介绍说，目前合成生物技术主要应用于信号传导、能量转化、物质合成和分子识别等领域。信号传导可应用于癌症、糖尿病的智能诊疗，灵敏检测出体内的疾病；能量转化可用于人工光合作用，通过重新设计植物中光合作用系统，提高光合作用中植物对能量的吸收转化，使作物生长周期缩短，增加产量；物质合成是通过构建合成细胞工厂，实现化工、材料、能源的绿色制造；分子识别主要应用于环境检测，通过增强分子信号识别能力，提高检测的灵敏度。

颠覆传统产业模式

“传统的化学合成，主要以石油、天然气等碳基能源作为原料，在生产过程中，可能会产生大量二氧化碳和有毒有害物质。而采用合成生物技术，只需要酵母、细菌等做‘底盘’，用来自玉米淀粉的葡萄糖等做原料，就可以合成我们所需的各种物质。”王钦宏进一步介绍，此外还可以使用秸秆等植物纤维作为原料，甚至目前正在研究跳过植物光合作用合成物质的步骤，直接使用二氧化碳作为原料，完成各种生物合成。

“因此，合成生物技术的应用，颠覆了工业、农业、食品、医药等领域传统产业模式，为社会经济问题提供解决方案，创造价值链高端的新经济增长点。”王钦宏说，“目前合成生物技术正快速向实用化、产业化方向发展。”

在农产品方面，使用微生物细胞作为细胞工厂，我国已实现人参皂苷、番茄红素、灯盏花素、天麻素等众多天然产物的人工合成，形成了新的制造模式，减少了对土地的依赖和污染。以天麻素为例，其生物合成成本是植物提取的1/200、化学合成的1/2—1/3，生产效率大幅提升，质量可完全替代化学合成。王钦宏介绍说：“还有像红景天里面的主要成分红景天苷，这种成分只有在生长于海拔4000米以上的红景天中才能提取到。而通过生物合成的方式，在工厂里就可以生产了。”

在石油化工产品方面，我国目前创建了丁二酸、丙氨酸、苹果酸等一批化学品合成的生物制造路线，颠覆了对石油、天然气等传统资源的依赖与高污染的传统化工过程。“以丙氨酸为例，我国在国际上率先建成万吨级L-丙氨酸生物合成路线，相比化工合成路线，生产成本降低50%，废水排放和能耗分别降低90%、40%。”王钦宏介绍说。

在化学原料药方面，实现了羟脯氨酸、肌醇、左旋多巴、维生素B12等产品的绿色新工艺。以肌醇为例，合成生物工艺较传统工艺高磷废水的排放减少90%以上，成本降低50%以上。

在传统产业改造方面，应用生物纺织、生物造纸、生物脱胶等绿色生物工艺，实现了二氧化碳减排，减少污水排放，促进传统产业走出资源环境制约。

发展迅猛但亟须突破瓶颈

虽然目前国际合成生物学研究飞速发展，合成生物学的底层技术、生物体系构建、实用性技术已经发生了革命性变化，但是合成生物技术要想实现产业化，降低成本、提高与传统生产模式的竞争力非常重要。“比如美国合成生物学家设计构建了能够生产抗疟药物青蒿素的人工酵母细胞，其技术能力可实现100立方米工业发酵罐的生产量与5万亩农业种植获得的产量相当，使抗疟疾药物成本下降90%，堪称合成生物技术的重大应用典范。”王钦宏说。

“我国在合成生物领域起步略晚，但是进展很快，目前我国合成生物学研究，无论是在基础科研论文发表量，还是技术专利申请量方面，均已在国际上处于第二位。”王钦宏介绍说，前不久在天津召开了两个合成生物学领域的盛会——“2019代谢工程国际会议”和“第十届中国工业生物技术发展高峰论坛暨第四届生物工业投资大会”。在会上，代谢工程学科创始人之一的延斯⋅尼尔森表示，中国正在全球代谢工程领域发挥越来越重要的作用。与此同时，还发布了《中国工业生物技术白皮书2019》，全面总结了中国工业生物技术近年来在基础研究、应用研究、技术转化与产业发展等方面取得的进展和成就。

“但与美国相比，我国在基础理论、核心体系、产业技术等方面尚存在不小的差距。”王钦宏坦言，这主要表现在原创标志性工作较少，还没有出现类似于“人造生命”、青蒿素合成式的重大突破；合成生物设计创制的技术方法体系不完善，元件标准化、通用性方面有差距，导致核心技术和关键设备对国外依存度高；从基础研究到应用技术创新方面，需要更好地衔接，需要从需求出发凝练核心科学问题，推进合成生物学技术颠覆式创新与工程化应用，支撑生物产业发展。

目前，我国在自主细胞工厂创制的机制与分子基础方面，在DNA合成、生物元件标准化、基因编辑系统、合成生物理性设计等底层核心技术构建方面，在高通量、自动化的系统技术平台建设方面还存在不足，亟须突破技术瓶颈，占领国际竞争制高点。

责编：李文瑶