2024年動物吸入霧化研究多次登上《Nature Communications》

吸入霧化技術(shù)的主要優(yōu)點在于其高效性、低副作用及易操作性。該技術(shù)通過霧化裝置將藥物轉(zhuǎn)化為微小顆粒，使動物能夠輕松吸入，直達(dá)病灶，從而快速發(fā)揮藥效。同時，由于藥物直接作用于呼吸道，減少了全身用藥可能帶來的副作用。此外，霧化治療操作簡便，適用于多種呼吸道疾病，為精準(zhǔn)醫(yī)療提供了便捷有效的治療手段。2024年2月份，3月份，7月份多篇動物吸入霧化研究登上《Nature Communications》。

（一）Inhalable cardiac targeting peptide modified nanomedicine prevents pressure overload heart failure in male mice

本文創(chuàng)新之處主要包括以下幾個方面：

1. 新型納米藥物設(shè)計：開發(fā)了一種心臟靶向肽（CTP）修飾的鈣磷酸鹽（CaP）納米粒子，用于輸送選擇性PDE10A抑制劑TP-10，這是一種新型的藥物載體設(shè)計。

2. 靶向遞藥系統(tǒng)：通過CTP修飾，實現(xiàn)了藥物在心力衰竭病理狀態(tài)下對心肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的特異性靶向，提高了藥物的心臟積累和治療效果。

3. 吸入式給藥途徑：利用吸入式給藥方式，藥物通過肺部快速吸收進(jìn)入全身循環(huán)，提高了藥物在心臟的積累速度和效率，這是一種非侵入性且有效的藥物遞送方法。

4. 低劑量高效治療：研究表明，低劑量的吸入藥物（2.5      mg/kg/2天）就能發(fā)揮良好的治療效果，減少了長期治療所需的藥物劑量，可能降低副作用。

5. 長期治療的生物安全性：通過長期吸入治療的生物安全性評估，證明了該納米藥物在肺部的安全性，為長期臨床應(yīng)用提供了重要依據(jù)。

6. 信號通路調(diào)節(jié)作用：揭示了TP-10@CaP-CTP納米粒子通過cAMP/AMPK和cGMP/PKG信號通路對心肌細(xì)胞和心臟成纖維細(xì)胞的治療作用，為心力衰竭的分子機(jī)制提供了新的見解。

7. 心力衰竭治療的新策略：這項研究提供了一種新的心力衰竭治療策略，有望改善現(xiàn)有治療方法的局限性，為患者提供更為有效和安全的治療選擇。

（二）AAV-delivered muscone-induced transgene system for treating chronic diseases in mice via inhalation

本文創(chuàng)新之處主要包括以下幾個方面：

1. 新型基因治療系統(tǒng)：開發(fā)了一種基于腺相關(guān)病毒（AAV）載體的基因治療系統(tǒng)（AAVMUSE），利用小鼠嗅覺受體（MOR215-1）和合成的cAMP響應(yīng)啟動子（PCRE）來實現(xiàn)對治療基因表達(dá)的控制。

2. 嗅覺受體介導(dǎo)的基因表達(dá)調(diào)控：利用G蛋白偶聯(lián)的小鼠嗅覺受體MOR215-1，通過與麝香酮（muscone）結(jié)合來激活cAMP信號通路，從而啟動治療基因的表達(dá)。這種方法提供了一種非侵入性的基因表達(dá)調(diào)控手段。

3. 吸入式給藥方式：通過吸入麝香酮來遠(yuǎn)程、劑量依賴性地控制基因表達(dá)，這種方法避免了傳統(tǒng)的注射給藥方式，提供了一種更為便捷的治療手段。

4. 長期可控的基因表達(dá)：AAVMUSE系統(tǒng)能夠在小鼠體內(nèi)實現(xiàn)長達(dá)20周的基因表達(dá)控制，這對于需要長期治療的慢性疾病具有重要意義。

5. 治療慢性疾病的應(yīng)用：將AAVMUSE系統(tǒng)應(yīng)用于治療非酒精性脂肪肝病（NAFLD）和過敏性哮喘兩種慢性炎癥性疾病，展示了其在實際疾病治療中的潛力。

6. 安全性和耐受性：研究表明，AAVMUSE系統(tǒng)在小鼠體內(nèi)的基因表達(dá)調(diào)控具有良好的安全性和耐受性，未引起顯著的細(xì)胞毒性或免疫反應(yīng)。

7. 多細(xì)胞類型和器官的適用性：AAVMUSE系統(tǒng)在多種細(xì)胞類型（如肝細(xì)胞和肺細(xì)胞）和器官中均顯示出有效的基因表達(dá)調(diào)控能力，表明其具有廣泛的應(yīng)用前景。

8. 治療蛋白的動態(tài)調(diào)控：通過一次性注射AAVMUSE系統(tǒng)，結(jié)合吸入麝香酮，實現(xiàn)了治療蛋白（如ΔhFGF21和ΔmIL-4）的動態(tài)調(diào)控，為精準(zhǔn)醫(yī)療提供了新的策略。

（三）Inhalation of ACE2-expressing lung exosomes provides prophylactic protection against SARS-CoV-2

本文創(chuàng)新之處主要包括以下幾個方面：

1. ACE2表達(dá)的肺外泌體（LSC-Exo）：研究團(tuán)隊利用表達(dá)ACE2的肺球狀細(xì)胞（LSC）衍生的外泌體作為預(yù)防性保護(hù)劑，通過吸入的方式提供針對SARS-CoV-2的保護(hù)。這是一種新穎的方法，利用人體自身的細(xì)胞和分子機(jī)制來對抗病毒感染。

2. 吸入式給藥：通過吸入LSC-Exo的方式，實現(xiàn)了藥物在肺部的沉積和生物分布，這種方法模擬了病毒感染的自然途徑，可能更有效地在病毒感染的初始階段提供保護(hù)。

3. 體外和體內(nèi)實驗的結(jié)合：研究不僅在體外細(xì)胞實驗中驗證了LSC-Exo對SARS-CoV-2的中和作用，還在小鼠和敘利亞倉鼠模型中進(jìn)行了體內(nèi)實驗，證明了其在預(yù)防和治療SARS-CoV-2感染中的有效性。

4. 對多種SARS-CoV-2變種的中和作用：LSC-Exo不僅對原始SARS-CoV-2毒株有效，還對D614G和B.1.617.2（Delta）變種顯示出中和作用，這表明其可能對現(xiàn)有和新出現(xiàn)的病毒變種具有廣泛的保護(hù)效果。

5. 減少病毒載量和肺損傷：在敘利亞倉鼠模型中，LSC-Exo治療顯著減少了SARS-CoV-2引起的疾病和病毒載量，減輕了肺部炎癥和纖維化，這為COVID-19的治療提供了新的策略。

6. 安全性評估：研究評估了LSC-Exo的長期安全性，未發(fā)現(xiàn)顯著的免疫反應(yīng)或副作用，這為臨床應(yīng)用提供了重要的安全性數(shù)據(jù)。

7. 潛在的臨床應(yīng)用：這項研究展示了LSC-Exo作為一種日常預(yù)防藥物的潛力，可能簡化針對多種SARS-CoV-2變種的抗病毒治療策略。

8. 分子機(jī)制的探索：通過RNA測序分析，研究揭示了LSC-Exo在減輕SARS-CoV-2感染引起的免疫反應(yīng)和氧化應(yīng)激中的作用機(jī)制，為理解其治療作用提供了分子層面的見解。

2013年成立的北京元森凱德生物技術(shù)有限公司（YSKD），其自主研制的動物霧化吸入給藥系列裝置（氣管肺部直接遞送噴霧針，口鼻式吸入暴露，全身霧化給藥儀，粉塵/液體/煙氣氣溶膠發(fā)生器等）可以應(yīng)用在以下幾個方面：
   許多人類疾病難以直接在人體上進(jìn)行深入研究，因此科學(xué)家利用動物建立疾病模型，模擬疾病的發(fā)生和發(fā)展過程。這些模型不僅有助于揭示疾病的病因、病理機(jī)制，還為尋找新的治療方法提供了可能。通過動物呼吸疾病模型，研究人員可以觀察和分析生物體在不同條件下的反應(yīng)，從而揭示生命的基本規(guī)律。新藥研發(fā)過程中，動物實驗是不可或缺的環(huán)節(jié)。吸入型藥物在進(jìn)入臨床試驗前，需要在動物身上進(jìn)行毒性測試、藥效評估等，以確保其安全性和有效性。此外，動物吸入暴露實驗還有助于確定藥物的劑量、給藥途徑等關(guān)鍵參數(shù)。

動物吸入暴露實驗也被用于評估環(huán)境因素對人類健康的影響。例如，通過給動物暴露于特定的環(huán)境污染物中，觀察其生理、生化及行為等方面的變化，可以推斷這些污染物對人類健康可能產(chǎn)生的危害。

用戶案例：中日醫(yī)院呼吸病學(xué)研究中心/中日友好臨床醫(yī)學(xué)研究所，北京中醫(yī)藥大學(xué)，中國藥科大學(xué)，沈陽藥科大學(xué)，復(fù)旦大學(xué)，浙江大學(xué)，四川大學(xué)，中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院等
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