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气otransmitters（NO、CO、H?S）的生理作用及新型递送系统开发，包括水凝胶、泡沫和固体制剂在皮肤及肠道屏障的应用，探讨其作用机制、组织分布和临床潜力。
Paula K.N. Alves|Ian C. Sutton|James D. Byrne|Leo E. Otterbein
哈佛医学院外科系，贝斯以色列女执事医疗中心，波士顿，马萨诸塞州 02115，美国
摘要
气体信号分子（包括一氧化氮（NO）、一氧化碳（CO）和硫化氢（H?S）是体内产生的小分子信号物质，能够调节细胞内外的关键过程。这些气体可以调节离子通道活性、基因表达、氧化还原平衡以及线粒体生物能量代谢，同时影响心血管系统、免疫系统和神经系统的功能。尽管在高浓度下具有毒性，但可控的外源性给药方式在癌症、心血管疾病、败血症、创伤和脑损伤等病症中具有巨大的治疗潜力。将这些分子转化为临床应用的核心挑战在于实现安全、靶向和可调节的递送方式。随着药物化学和生物工程的进步，传统的吸入方法得到了改进，现在可以通过口服、注射或局部给药的方式利用这些气体的跨膜扩散能力。本文总结了目前使用水凝胶、泡沫和固体制剂将NO、CO和H?S递送到皮肤和肠道屏障部位的策略。我们讨论了控制气体信号分子活性的机制、影响组织分布和反应性的因素，以及这些递送方法的潜在临床应用价值。通过强调最近的临床前和临床研究，我们为优化气体信号分子的给药方式、剂量和特异性提供了框架，突出了它们作为治疗剂的转化潜力。
章节摘录
气体信号分子
细胞内外的信号传递不仅对于检测和适应环境变化至关重要，而且对于维持细胞存活和功能也必不可少。这一过程涉及一个复杂的网络，该网络利用大小、结构和化学性质不同的信号分子来协调各种细胞活动。这些分子包括相对较大的蛋白质、mRNA和脂质，以及较小的分子如氨基酸、肽和气体分子。
分子靶点和信号传导能力的简要概述
有大量文献详细描述了气体信号分子在体内各种病理生理过程中的作用，读者可以参考相关的综述和教科书[3]、[4]、[69]。外源性给药
气体信号分子的外源性应用已经使全球数十亿患者受益。一氧化氮供体药物在过去一个多世纪的临床应用中已给药数十亿次。硝酸甘油自1878年以来一直被广泛使用，仅在美国每年就有超过200万份处方；由于其可用于治疗心绞痛、急性心肌梗死和心力衰竭，估计有1亿至5亿患者受益于这种药物。制备/制造
泡沫型气体捕获材料（Foam GEMs）是一种多功能且可临床扩展的气体递送方式（表4）。它们是通过在受控压力下充入美国食品药品监督管理局（FDA）认定为安全的成分（如甘油、山梨醇和表面活性剂）而制成的（图4）。这种工艺可以生成一种能够封装比富氧林格液多约25倍气体的泡沫基质。具体来说，泡沫型气体捕获材料已被证明能够……结论
气体捕获材料（GEMs）代表了医学领域的一项变革性进展，实现了对一氧化碳（CO）、一氧化氮（NO）和硫化氢（H?S）等难以安全有效递送的治疗气体的可控递送。这些生物活性气体信号分子在细胞信号传导中起着关键作用：CO具有细胞保护和抗炎作用，NO调节血管张力和免疫反应，而H?S则具有抗氧化作用。资助
本研究得到了美国国防部的资助（HT9425-24-1-0769和HT9425-23-1-1052），以及LEO和爱荷华大学霍尔登综合癌症中心的R01 DK128823-01A1项目；美国国家癌症研究所的P30CA086862、NCI K08CA276908和DP2CA301081项目；以及美国癌症协会的IRG-21-141-46项目对JDB的资助。利益冲突声明
作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益和个人关系：Leo Otterbein接受了GEM Bioscience的资助；他与GEM Bioscience存在股权或股票关系；Leo Otterbein拥有贝斯以色列女执事医疗中心的待批专利。如果还有其他作者，他们也声明自己没有已知的利益冲突或可能影响研究结果的个人关系。
