氢气破坏气道黏液屏障增强雾化 RNA 递送，逆转肺纤维化的创新疗法

在肺纤维化（PF）治疗中，雾化 RNA 疗法递送效果不佳。研究人员开展了高效气溶胶吸入系统的研究。结果显示，该系统可增强雾化 RNA 递送，抑制纤维化信号通路。这为 PF 治疗提供了新策略，具有重要临床意义。

　　肺纤维化（Pulmonary Fibrosis，PF）是一种令人棘手的慢性、进行性且致命的肺部疾病，目前治疗手段有限。传统的雾化基因治疗效果不佳，例如曾有临床试验使用雾化基因 - 脂质体复合物治疗囊性纤维化患者，却未能取得显著疗效。在 PF 患者的肺部，黏稠的黏液屏障如同坚固的堡垒，阻碍了吸入的脂质纳米颗粒（Lipid Nanoparticles，LNPs）有效递送基因疗法。同时，肺部巨噬细胞的高吞噬作用也干扰了治疗药物到达目标上皮细胞。为了突破这些困境，来自澳门大学的研究人员开展了一项极具创新性的研究。他们致力于开发一种高效的气溶胶吸入系统，期望能够提高雾化 RNA 在肺部的递送效率，进而为肺纤维化的治疗开辟新途径。

研究人员的努力取得了令人振奋的成果，他们成功构建了一种独特的系统，能够有效破坏 NP - 黏液相互作用，增强雾化的混合脂质纳米颗粒（Hybrid Lipid NP，HNP）/TGF-β1 siRNA 在纤维化肺病变中的沉积，显著改善了治疗效果。该研究成果发表在《SCIENCE ADVANCES》上，为肺纤维化的治疗带来了新的希望。

研究人员为开展这项研究，主要运用了以下关键技术方法：首先，制备了 T 细胞凋亡体膜囊泡（T Cell - apoptotic Body Membrane Vesicles，TABM）和 HNP/siRNA，并对其进行了细致的表征。其次，自行设计了气溶胶吸入装置，通过该装置进行雾化实验，以评估 NP 的递送效率。此外，利用细胞实验和动物模型，深入研究了 HNP 的细胞摄取、基因沉默效率以及在体内的治疗效果。在动物模型方面，采用了 C57BL/6 小鼠构建肺纤维化模型，为研究提供了有效的实验基础 。

下面详细介绍研究结果：

1. 可吸入仿生纳米颗粒的制备：HNP/siRNA 的制备经过多个步骤，包括从 Jurkat T 细胞分离 TABM、制备负载 siRNA 的 LNPs（LNPs/siRNA）以及将两者融合。通过多种技术手段，如动态光散射（Dynamic Light Scattering，DLS）、扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）、透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，TEM）等对其进行表征，结果显示 HNP 成功制备，具有合适的粒径、zeta 电位，能有效保护 siRNA，且在模拟酸性环境下可快速释放 siRNA，在不同 pH 条件下稳定性良好，具备用于雾化递送的潜力。
2. 增强细胞内化和体外基因沉默功效：研究发现 HNP 对 RAW 264.7 细胞具有特异性靶向性，通过多种细胞实验和分析方法，如共聚焦激光扫描显微镜（Confocal Laser Scanning Microscopy，CLSM）成像、流式细胞术分析等证实了这一点。进一步研究其细胞摄取机制，发现主要通过网格蛋白依赖的内吞作用和微胞饮作用。同时，HNP 能够有效从内体逃逸并释放 siRNA，显著降低了促纤维化巨噬细胞中 TGF-β1 的表达，展现出良好的体外基因沉默效果。
3. 增强黏液穿透和水合 HNP 的生物分布：通过合成模拟 PF 黏液的 Muc / 聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol，PVA）水凝胶，研究 NP 与黏液层的相互作用。实验表明，氢气辅助的 HNP（hydro HNP）在黏液穿透方面表现出色，能显著提高在水凝胶中的渗透能力。体内实验也证实，hydro HNP 在小鼠气管黏液中扩散能力增强，能更均匀地分布在肺组织中，且主要定位于纤维化区域，优先被巨噬细胞摄取，具有良好的肺组织靶向性和滞留能力。
4. 水合 HNP 提高博来霉素诱导小鼠的基因沉默效率：在博来霉素诱导的小鼠肺纤维化模型中，hydro HNP 治疗显著降低了巨噬细胞中 TGF-β1 的表达，减少了其他促纤维化细胞因子的分泌，如 IL-1β。同时，改变了巨噬细胞的极化状态，降低了 M2 标记物 CD206 的表达，减少了促纤维化单核细胞来源的肺泡巨噬细胞（Mo-AMs）的数量，促进了肝细胞生长因子（Hepatocyte Growth Factor，HGF）的表达，有助于肺组织的修复。
5. 水合 HNP 缓解博来霉素诱导的 PF：在 PF 小鼠模型中，hydro HNP 治疗显著减轻了肺损伤，提高了小鼠的生存率。组织学分析显示，hydro HNP 治疗减少了胶原蛋白沉积，维持了肺泡上皮结构的完整性，降低了肺组织中羟脯氨酸的含量以及增殖标记物的表达。此外，hydro HNP 还能够有效逆转肺纤维化，通过多种检测方法，如组织学染色、Micro - CT 成像等均证实了这一效果。

研究结论表明，HNP 与基于氢气的气溶胶吸入系统协同作用，能够克服细胞外和细胞内的屏障，显著增强肺部 siRNA 的递送效率。Hydro HNP 在通过致密黏液屏障、在纤维化肺病变中有效沉积、精确靶向巨噬细胞以及成功实现内体逃逸进行基因沉默等方面表现卓越。这些积极成果不仅抑制了促纤维化细胞因子的产生，还调节了肺部免疫微环境，为逆转肺纤维化带来了新的希望。

在讨论部分，研究人员指出雾化 RNA 递送在治疗肺部疾病方面具有巨大潜力，但目前缺乏有效的递送方法。他们的研究为解决这一问题提供了新的思路和方法。通过直接靶向巨噬细胞，利用氢气辅助递送 HNP，不仅提高了治疗效果，还为其他肺部疾病的治疗提供了参考。此外，氢气吸入在改善雾化治疗效果方面具有独特优势，有望成为一种辅助治疗手段，为肺部疾病患者带来更便捷、有效的治疗方案。总体而言，该研究为雾化基因治疗领域带来了重要突破，为慢性肺部疾病的治疗开辟了新的方向，具有重要的临床应用前景和研究价值。