Nature子刊 | 揭示活体成像在新型抗炎药物疗效的应用

Nature子刊 | 揭示活体成像在新型抗炎药物疗效的应用

最近，“抗炎饮食”在网络社区平台上掀起了一阵讨论热潮，现代人疲惫的身体和心理状态、睡眠不足、久坐，以及高糖高热量饮食，都是让身体处于慢性炎症状态的“推手”，而慢性炎症又是2型糖尿病、心血管疾病、癌症和神经退行性疾病等多种疾病的风险因素。然而，对于银屑病、骨关节炎这类慢性炎症性疾病患者，饮食调节只能是辅助，针对性的抗炎治疗更为重要。

最近的《自然·生物医学工程》杂志上，弗罗里达大学的研究团队发表最新研究成果，他们设计了吲哚胺2,3-双加氧酶1（IDO1）与半乳糖凝集素-3（Gal3）的融合蛋白，可以锚定在注射位置的局部组织中，IVIS光学成像系统监测到的治疗局部留存时间是无Gal3锚定蛋白的数倍。

在不同炎症性疾病小鼠模型中，IDO-Gal3均成功抑制了炎症，且保留治疗组织的完整性和功能，缓解炎症性疼痛，又避免了药物扩散到预期作用部位之外。

免疫细胞中的IDO表达可以抑制T细胞激活和增殖，同时维持调节性T细胞表型，因此，研究团队希望将IDO作为炎症抑制分子送入炎症发作部位。如何将IDO固定在递送部位不乱跑？这就要靠Gal3了，Gal3可以以自身为“安全带”，将IDO固定在其所结合的组织中。

了解了原理，我们再来看看疗效。

研究团队构建了四种不同的炎症环境：内毒素诱导的炎症、银屑病、牙周病和骨关节炎。

无论是由局部内毒素脂多糖注射诱导的皮肤炎症还是银屑病，皮下注射IDO-Gal3都能够减轻炎症，银屑病严重程度临床评分显著下降，效果强于单独使用IDO和不含IDO的融合蛋白对照。

牙周病的慢性炎症会对粘膜和骨组织造成破坏，下颌注射IDO-Gal3使得小鼠的牙龈炎症减轻。经IVIS光学成像系统监测，有Gal3帮忙锚定的融合蛋白在牙龈中留存了120小时，而未锚定的在36小时之后就离开了牙龈组织。

类似的情况在创伤后骨关节炎小鼠模型中也得到了验证。关节内注射IDO-Gal3抑制了炎症，避免了关节组织的损伤。注射后24小时和7天时的IVIS光学成像系统检测显示，相比单独使用IDO，IDO-Gal3在关节处的留存显著更多，由活体成像的监测数据计算的药代动力学曲线下面积（AUC）表明，IDO-Gal3的留存大约为IDO的2倍多。

因此，IDO-Gal3融合蛋白代表了一类新的抗炎蛋白治疗药物，缓解炎症并减少全身副作用，其高度锚定的效果也经由IVIS光学成像技术展示出了具象化的、可量化的结果。

研究使用的IVIS光学成像系统基于荧光标记，无需任何形式的手术或解剖，具有高灵敏度、低成本和高通量的优势，在实验期间，可以在不牺牲实验动物的前提下，持续、纵向地进行监测，相比其他的一些活体成像方式（MRI和PET）需要的资源和空间更少。

这些特点使得IVIS光学成像技术在一些疾病的研究中处于格外有利的地位，例如神经退行性疾病，传统情况下，脑组织检测大多只能在实验动物处死后获取，而IVIS光学成像能够对同一只动物进行多次成像，以不同时间点的成像结果作为对照，减少必需的动物数量，实现“更少的动物，更大统计意义的数据”。此外，还可以帮助建立更精准的动物模型。