中新網(wǎng)北京3月18日電 (記者 孫自法)作為人體細(xì)胞中唯一具有基因組的細(xì)胞器，線粒體因源源不斷把養(yǎng)分轉(zhuǎn)化成生命活動(dòng)的能量而被譽(yù)為細(xì)胞的“發(fā)電站”，其病變問(wèn)題如何修復(fù)、出現(xiàn)衰竭如何治療？是備受關(guān)注的世紀(jì)難題。
國(guó)際首次實(shí)現(xiàn)
來(lái)自中國(guó)科學(xué)院的消息說(shuō)，中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)最近在這方面取得突破性研究成果，他們研發(fā)出一種全新的高效線粒體膠囊移植技術(shù)，通過(guò)將健康的線粒體打包裝箱到囊泡中，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了向細(xì)胞和組織的安全高效“快遞”。
本項(xiàng)研究成果相關(guān)示意圖。中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院 供圖這項(xiàng)在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提出新的“細(xì)胞器治療”重大疾病策略的重要研究，由中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院聯(lián)合廣州醫(yī)科大學(xué)等合作機(jī)構(gòu)共同完成，相關(guān)成果論文北京時(shí)間3月18日夜間在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》上線發(fā)表。
線粒體功能障礙是衰老及帕金森病、老年癡呆、糖尿病等神經(jīng)退行性疾病和代謝疾病的重要病因之一。最新研發(fā)的線粒體膠囊移植技術(shù)，可顯著改善帕金森癥、利氏綜合征以及線粒體DNA缺失綜合征等疾病癥狀，并為眾多由線粒體功能障礙引起的難治性疾病開(kāi)辟了全新的治療思路。
研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這項(xiàng)研究不僅建立一套高效安全的線粒體移植技術(shù)體系，而且成為“細(xì)胞器治療”領(lǐng)域的標(biāo)志性工作，未來(lái)或許可以將健康的線粒體等細(xì)胞器作為一種“藥物”，直接“投遞”到患者體內(nèi)，修復(fù)病變組織和病變器官的功能。
打造健康膠囊
研究團(tuán)隊(duì)介紹，人體細(xì)胞中的線粒體基因突變，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的線粒體遺傳病，全球人口發(fā)病率超過(guò)1/5000，但長(zhǎng)期以來(lái)，醫(yī)生們只能“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”，對(duì)癥狀進(jìn)行管理，卻無(wú)法從根本上修復(fù)出問(wèn)題的線粒體。
器官移植是器官衰竭疾病的有效療法，如果能夠?qū)崿F(xiàn)健康線粒體高效移植到患者體內(nèi)病變細(xì)胞或組織中，就能治療因線粒體遺傳或缺陷而導(dǎo)致的重大疾病，衰老的器官也能再次煥發(fā)新春。
本項(xiàng)研究團(tuán)隊(duì)代表在實(shí)驗(yàn)室留影。中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院 供圖為破解線粒體移植面臨如何將其高效導(dǎo)入細(xì)胞并保持活性的難題，研究團(tuán)隊(duì)利用紅細(xì)胞的細(xì)胞膜囊泡做成“膠囊殼”，把健康線粒體包裹起來(lái)，形成直徑千分之一毫米的“線粒體膠囊”。
這些健康膠囊既充當(dāng)線粒體在傳遞運(yùn)輸中脆弱“發(fā)電站”的“快遞防護(hù)服”，還能像“通行證”一樣幫助它“穿過(guò)”細(xì)胞的防御系統(tǒng)，順利進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，并與細(xì)胞自身線粒體融合，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期存活。
取得三大成果
研究團(tuán)隊(duì)表示，圍繞線粒體移植與疾病治療，本項(xiàng)研究取得了高效“簽收落戶(hù)”、精準(zhǔn)“修正電網(wǎng)”、重大疾病治療三方面成果。
研究發(fā)現(xiàn)，裸露線粒體移植導(dǎo)入效率低于5%，而使用“線粒體膠囊”投遞效率極高——約80%的目標(biāo)細(xì)胞成功“簽收”了供體線粒體。更關(guān)鍵的是，這些外來(lái)的“發(fā)電站”進(jìn)入細(xì)胞后，并不是孤零零地待著，而是會(huì)主動(dòng)和細(xì)胞原有的“發(fā)電站網(wǎng)絡(luò)”融合在一起，在細(xì)胞里“安家落戶(hù)”，持續(xù)發(fā)揮功能補(bǔ)償細(xì)胞代謝障礙和功能缺陷。
研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)多種線粒體DNA突變患者細(xì)胞進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)，這些細(xì)胞同時(shí)存在著健康線粒體和病變線粒體，就像混合了“正?！焙汀肮收稀钡摹鞍l(fā)電站”，結(jié)果顯示，移植健康的線粒體成功“上崗”后，細(xì)胞里“故障發(fā)電站”的比例顯著下降，原本瀕死的細(xì)胞能量代謝迅速恢復(fù)，基因缺陷被完美補(bǔ)償。
研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了帕金森癥、利氏綜合征及線粒體DNA缺失綜合征等多個(gè)疾病動(dòng)物模型。其中，帕金森癥小鼠模型將線粒體膠囊遞送至病變腦區(qū)后，有效阻止了神經(jīng)元的持續(xù)死亡、恢復(fù)了腦區(qū)線粒體的正常功能、運(yùn)動(dòng)能力顯著改善幾乎恢復(fù)至正常水平；線粒體遺傳疾病小鼠模型中，其線粒體膠囊治療顯著延長(zhǎng)疾病小鼠生命，并挽救多個(gè)器官的功能衰竭。(完)