Nature子刊 | 揭示活體成像在新型抗炎藥物療效的應用

來源：Revvity 瑞孚迪

最近，“抗炎飲食”在網(wǎng)絡社區(qū)平臺上掀起了一陣討論熱潮，現(xiàn)代人疲憊的身體和心理狀態(tài)、睡眠不足、久坐，以及高糖高熱量飲食，都是讓身體處于慢性炎癥狀態(tài)的“推手”，而慢性炎癥又是2型糖尿病、心血管疾病、癌癥和神經(jīng)退行性疾病等多種疾病的風險因素[1]。

然而，對于銀屑病、骨關節(jié)炎這類慢性炎癥性疾病患者，飲食調(diào)節(jié)只能是輔助，針對性的抗炎治療更為重要。

最近的《自然·生物醫(yī)學工程》雜志上，弗羅里達大學的研究團隊發(fā)表最新研究成果[2]，他們設計了吲哚胺2,3-雙加氧酶1（IDO1）與半乳糖凝集素-3（Gal3）的融合蛋白，可以錨定在注射位置的局部組織中，IVIS光學成像系統(tǒng)監(jiān)測到的治療局部留存時間是無Gal3錨定蛋白的數(shù)倍。

在不同炎癥性疾病小鼠模型中，IDO-Gal3均成功抑制了炎癥，且保留治療組織的完整性和功能，緩解炎癥性疼痛，又避免了藥物擴散到預期作用部位之外。

免疫細胞中的IDO表達可以抑制T細胞激活和增殖，同時維持調(diào)節(jié)性T細胞表型，因此，研究團隊希望將IDO作為炎癥抑制分子送入炎癥發(fā)作部位。如何將IDO固定在遞送部位不亂跑？這就要靠Gal3了，Gal3可以以自身為“安全帶”，將IDO固定在其所結合的組織中。

了解了原理，我們再來看看療效。

研究團隊構建了四種不同的炎癥環(huán)境：內(nèi)毒素誘導的炎癥、銀屑病、牙周病和骨關節(jié)炎。

無論是由局部內(nèi)毒素脂多糖注射誘導的皮膚炎癥還是銀屑病，皮下注射IDO-Gal3都能夠減輕炎癥，銀屑病嚴重程度臨床評分顯著下降，效果強于單獨使用IDO和不含IDO的融合蛋白對照。

牙周病的慢性炎癥會對粘膜和骨組織造成破壞，下頜注射IDO-Gal3使得小鼠的牙齦炎癥減輕。經(jīng)IVIS光學成像系統(tǒng)監(jiān)測，有Gal3幫忙錨定的融合蛋白在牙齦中留存了120小時，而未錨定的在36小時之后就離開了牙齦組織。

IVIS光學成像系統(tǒng)監(jiān)測的融合蛋白在牙齦中的留存

類似的情況在創(chuàng)傷后骨關節(jié)炎小鼠模型中也得到了驗證。關節(jié)內(nèi)注射IDO-Gal3抑制了炎癥，避免了關節(jié)組織的損傷。注射后24小時和7天時的IVIS光學成像系統(tǒng)檢測顯示，相比單獨使用IDO，IDO-Gal3在關節(jié)處的留存顯著更多，由活體成像的監(jiān)測數(shù)據(jù)計算的藥代動力學曲線下面積（AUC）表明，IDO-Gal3的留存大約為IDO的2倍多。

IVIS光學成像結果（b）和第7天時的藥物留存（c），以及AUC結果（d）

因此，IDO-Gal3融合蛋白代表了一類新的抗炎蛋白治療藥物，緩解炎癥并減少全身副作用，其高度錨定的效果也經(jīng)由IVIS光學成像技術展示出了具象化的、可量化的結果。

研究使用的IVIS光學成像系統(tǒng)基于熒光標記，無需任何形式的手術或解剖，具有高靈敏度、低成本和高通量的優(yōu)勢，在實驗期間，可以在不犧牲實驗動物的前提下，持續(xù)、縱向地進行監(jiān)測，相比其他的一些活體成像方式（MRI和PET）需要的資源和空間更少[3]。

這些特點使得IVIS光學成像技術在一些疾病的研究中處于格外有利的地位，例如神經(jīng)退行性疾病，傳統(tǒng)情況下，腦組織檢測大多只能在實驗動物處死后獲取，而IVIS光學成像能夠對同一只動物進行多次成像，以不同時間點的成像結果作為對照，減少必需的動物數(shù)量，實現(xiàn)“更少的動物，更大統(tǒng)計意義的數(shù)據(jù)”。此外，還可以幫助建立更精準的動物模型[4]。

瑞孚迪（Revvity）的IVIS® Spectrum小動物活體光學成像系統(tǒng)是臺同時具備生物發(fā)光、熒光、化學發(fā)光及切倫科夫二維/三維成像功能的系統(tǒng)，代表了目前活體光學成像技術的高水平，能夠無創(chuàng)傷地在活體動物水平對疾病的發(fā)生發(fā)展及治療、細胞的動態(tài)變化、基因的實時表達進行長期觀測，并且能夠和其它模式的三維影像系統(tǒng)（如MRI、CT及PET等）聯(lián)合使用，將不同模式的三維影像進行融合，實現(xiàn)功能性成像與結構性成像的結合。