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

吸入霧化技術的主要優點在于其高效性、低副作用及易操作性。該技術通過霧化裝置將藥物轉化為微小顆粒，使動物能夠輕松吸入，直達病灶，從而快速發揮藥效。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，為精準醫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

本文創新之處主要包括以下幾個方面：

1. 新型納米藥物設計：開發了一種心臟靶向肽（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計。

2. 靶向遞藥系統：通過CTP修飾，實現了藥物在心力衰竭病理狀態下對心肌細胞和成纖維細胞的特異性靶向，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入全身循環，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，為長期臨床應用提供了重要依據。

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

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

本文創新之處主要包括以下幾個方面：

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

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

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

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

5. 治療慢性疾病的應用：將AAVMUSE系統應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系統在小鼠體內的基因表達調控具有良好的安全性和耐受性，未引起顯著的細胞毒性或免疫反應。

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

8. 治療蛋白的動態調控：通過一次性注射AAVMUSE系統，結合吸入麝香酮，實現了治療蛋白（如ΔhFGF21和ΔmIL-4）的動態調控，為精準醫療提供了新的策略。

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

本文創新之處主要包括以下幾個方面：

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

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。

3. 體外和體內實驗的結合：研究不僅在體外細胞實驗中驗證了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行了體內實驗，證明了其在預防和治療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，這表明其可能對現有和新出現的病毒變種具有廣泛的保護效果。

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，未發現顯著的免疫反應或副作用，這為臨床應用提供了重要的安全性數據。

7. 潛在的臨床應用：這項研究展示了LSC-Exo作為一種日常預防藥物的潛力，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和氧化應激中的作用機制，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/煙氣氣溶膠發生器等）可以應用在以下幾個方面：
   許多人類疾病難以直接在人體上進行深入研究，因此科學家利用動物建立疾病模型，模擬疾病的發生和發展過程。這些模型不僅有助于揭示疾病的病因、病理機制，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，從而揭示生命的基本規律。新藥研發過程中，動物實驗是不可或缺的環節。吸入型藥物在進入臨床試驗前，需要在動物身上進行毒性測試、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、給藥途徑等關鍵參數。

動物吸入暴露實驗也被用于評估環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生的危害。

用戶案例：中日醫院呼吸病學研究中心/中日友好臨床醫學研究所，北京中醫藥大學，中國藥科大學，沈陽藥科大學，復旦大學，浙江大學，四川大學，中南大學湘雅醫學院等
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