audt:微泡靶向输送治疗气体。治疗性气体能够调节多种细胞信号通路,是参与众多器官组织生理功能不可或缺的重要物质。对比传统药物,外源性治疗气体具有分子量小、经呼气排出等优点,但需要解决靶向递送的问题。在众多给药途径中,超声造影微泡既能利用外壳阻止气体分子扩散、减少血液直接接触,又能够在目标区域通过超声靶向破坏微泡(ultrasound-targetedmicrobubble destruction, utmd)完成局部释放,实时显像的同时产生空化效应等机制促进治疗气体向细胞扩散,还能进行微泡外壳修饰提高治疗气体靶向输送的效率。
气体治疗是近年来发展起来的一种新的治疗方法,在肿瘤以及心血管、神经、免疫系统疾病的治疗方面显示出巨大的临床前景。治疗气体包括氧气、氢气、一氧化氮、硫化氢、氙气等生物活性气体,它们参与调节细胞信号通路,具有重要的生理功能和巨大的治疗潜力。然而,治疗气体的靶向输送仍然是一个重大挑战。最近,研究者开始采用超声造影微泡包裹治疗气体进行静脉给药,不仅能够实现超声造影,而且可以利用超声靶向破坏微泡在目标区域对治疗气体进行精准释放。本文展示了微泡运载治疗气体用于疾病治疗的最新进展。
关键词:治疗气体;超声微泡;靶向输送
图1
治疗性气体微泡:
( a )单层脂质稳定型微泡示意图; ( b )超声靶向破坏微泡并释放治疗气体入血; ( c )超声对微泡的惯性空化效应:当受到足够振幅的超声照射时,微泡迅速生长并剧烈塌陷导致破裂。
图2
超声利用o2-mbs诱导肿瘤血管正常化:
o2-mbs治疗期间,肿瘤内的局部氧气释放可增强氧合作用并抑制缺氧-血管生成途径,以实现血管正常化。(经参考文献16许可转载)
图3
(a)h2-mbs的制备流程图; (b)h2-mbs的实物图; (c-d)h2-mbs微泡和普通对照微泡在体内、外h2释放的时间-浓度曲线,箭头指示h2-mbs或普通对照微泡的注入时间。(经参考文献23许可转载)
图4
h2s-mb降低了mir的梗死面积:
(a)体内治疗实验方案示意图; (b)心肌缺血再灌注损伤模型大鼠的心电图; (c)缺血或再灌注期间心肌灌注的超声成像,红色虚线表示心肌区域,红色箭头表示前壁存在灌注缺损; (d)evans blue/ttc染色的心室中部横截面图片。深蓝色染色表示存活区域,白色染色表示梗死区域,白色加红色染色表示高危区域; (e)每个左心室的高危区域(aar/lv)比较; (f) 将梗死大小与高危区域(is/aar)进行比较。 mir:心肌缺血-再灌注损伤;c-mb:对照微泡;us:超声;h2s-mb:含硫化氢微泡;ns,无差异。(经参考文献38许可转载)
图5
注射氙气微泡后在小鼠心脏(h1-h3)左心室和肾脏(k1-k3)中捕获的超声信号。子图1和子图2分别显示注射前和注射后几秒内获取的静态图像。h3和k3显示随时间变化的量化信号。(经参考文献44许可转载)
本文引用格式:
lingling xu, yihan chen, qiaofeng jin, li zhang, wenpei fu, shan lin, ling lin, rui wang, dandan chen, zhengyang han, mingxing xie, yali yang. targeted delivery of therapeutic gas by microbubbles. advanced ultrasound in diagnosis and therapy, 2021, 5(3): 173-182.
关于本刊
advanced ultrasound in diagnosis and therapy (audt),即“超声诊断与治疗进展”是一本新的、开放性的英文专业期刊。于2017年11月在美国波士顿正式注册,以网络在线(刊号:issn 2576-2516)和印刷版(刊号:issn 2576-2508)两种形式面向全球公开发行,为季刊。
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