哈佛科學家研發新型電子振動減肥藥，可減少40%的食物攝取量 {Science Advances}

近期由哈佛⼤學⽣物工程的助理教授Shriya Srinivasan和⿇省理⼯學院機械工程助理教授Giovanni Traverso領導的團隊，共同開發出了一種可攝入生物電子振動刺激器 (VIBES)，相較於昂貴的Ozempic減肥藥，及縮胃和胃內水球等手術，電子振動減肥藥有機會成為更溫和且便宜的選擇，該研究發表於 《科學進展》 (Science Advances)上 [Sci. Adv., 9, eadj3003 (2023)]。

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下面會分幾個部分介紹這篇文章：

• VIBES可減少體重增加率
• VIBES的作用機制
• VIBES的安全性
• 快速總結

VIBES可減少體重增加率

研究人員開發出一種可攝入生物電子振動刺激器 (VIBES)，並測試對豬隻體重增加率及每餐食物攝取比例的影響，

如果透過餵食的話，豬隻可能會將藥丸咬碎，所以部分的實驗是透過經皮內視鏡胃造廔術 (PEG)，將藥丸固定在胃中測試，

結果如下：

• ž使用VIBES處理後的豬隻，體重增加率明顯低於PEG手術對照組 (p < 0.03)和未手術對照組 (p < 0.01)，結果如下圖所示。
• žVIBES處理的豬隻，進食量明顯低於PEG手術對照組和未手術對照組 (p < 10-20)，相當於減少40%的進食量，結果如下圖所示。
• žPEG手術對照組和未手術對照組間豬隻的進食量 (p > 0.05)間沒有明顯的差異，進一步證明VIBES造成的進食量減少並不是手術造成的。

註：上面描述的統計學p值為原文章中描述的，非直接用圖內標示的p值。

豬隻的體重增加率比較 [以文章內圖修改]。

豬隻每餐食物攝取比例比較 [以文章內圖修改]。

VIBES的作用機制

VIBES的機制為活化迷走神經，造成腹部飽足感，實驗結果如下：

• ž對腹腔迷走神經進行電生理偵測，結果顯示VIBES振動效果和使用氣球擴張胃部對腹腔迷走神經的活化效果相當，結果如下圖所示。
• žVIBES處理會增加血清素 (5-HT)釋放，其作⽤於迷⾛神經5-HT3受體 (可誘導飽⾜感)，當中以螺旋狀表面的VIBES效果最佳。
• 採集血液並對飽足感相關的荷爾蒙進行分析，顯示大多數飽足感相關的荷爾蒙變化趨勢和動物吃飯後的變化趨勢一樣，如飢餓素 (Ghrelin)減少，胰島素 (Insulin)、C 肽 (C-peptide；製造胰島素時的副產物)、多肽YY (Pyy；食慾抑制劑)和類升糖素胜肽-1 (GLP-1；可增強胰島素分泌)則增加，結果如下圖所示。

腹腔迷走神經進行電生理偵測。使用雙側迷⾛神經切斷術後進行VIBES處理，原因為希望消除傳出訊號和回饋迴路之間的潛在混淆情形 [以文章內圖修改]。

飽足感相關的荷爾蒙分泌分析 [以文章內圖修改]。

VIBES的安全性

研究人員認為VIBES處理對生物體具有相當的安全性，原因如下：

• ž將VIBES在37°C下分別浸入模擬胃液 (pH 1.2) 24⼩時和模擬腸液10天，未觀察到外觀變化，結果如下圖所示。
• žVIBES以不同頻率下運轉30分鐘後，周圍液體的溫度變化⼩於0.5°C，顯示運轉期間不會對胃黏膜層造成熱傷害。
• ž動物實驗中，每天使⽤VIBES處理2次，兩週後豬隻以胃腔內視鏡檢查沒觀察到磨損、刺激或發炎，之後進行組織切片染色，也沒有觀察到刺激或發炎產生。
• ž動物實驗過程中，獸醫每天監測豬隻健康狀況，實驗組或對照組的豬隻均未觀察到糞便質量或腹瀉的變化。
• žVIBES處理和對照組間，兩者豬隻胃液pH值沒有顯著差異。
• ž讓豬隻吃下VIBES後，最後都可以順利排出，沒有阻塞孔或任何痛苦的跡象。

VIBES浸泡模擬胃液24小時後的外觀變化 [以文章內圖修改]。

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快速總結

1. 使用VIBES處理後的豬隻，體重增加率明顯低於對照組。
2. 使用VIBES處理的豬隻，進食量低於對照組40%。
3. VIBES的機制為活化迷走神經，造成腹部飽足感，以減少進食量。
4. 體外和動物實驗顯示，VIBES處理對生物體具有相當的安全性。

文章：

S.S. Srinivasan, A.Alshareef A, A. Hwang, et al., A vibrating ingestible bioelectronic stimulator modulates gastric stretch receptors for illusory satiety. Sci. Adv., 9, eadj3003 (2023).