長壽文章

研究人員成功將粒線體移植到動物肝細胞中

研究人員成功將粒線體傳遞到動物肝細胞中
  • 研究人員首次成功將粒線體傳遞到活體動物的特定細胞。 

  • 粒線體附著在載體蛋白上,有助於粒線體特異性釋放到肝細胞。

  • 粒線體受損是肝衰竭的主要原因; 這種治療可以幫助修復受損的肝臟,以避免需要移植。

本文發表在康乃狄克大學今日新聞: 

康乃狄克大學研究員George Wu博士近日在《 胃腸病學和肝病學雜誌 概述了他將粒線體輸送到肝細胞的成功實驗。

這項開創性的實驗標誌著研究人員首次成功地將粒線體引入活體動物的特定細胞中。

粒線體透過將脂肪酸和碳水化合物轉化為二氧化碳和水來產生能量,為全身細胞提供動力。 粒線體損傷與各種肝臟疾病之間有顯著關聯。 當粒線體受損時,它們無法為肝臟提供足夠的能量來正常運作。 這導致肝細胞死亡和肝衰竭。

目前,肝衰竭的唯一治療方法是完整的器官移植。 在美國,外科醫生每年進行約 8,000 例肝臟移植手術,但由於捐贈者肝臟短缺,等待移植的數千人將在接受移植之前死亡。

吳和他的團隊利用他們對肝臟上一種明確表徵的受體的了解,先前證明線粒體可以塗有某些載體蛋白,從而導致肝臟識別它們並吸收它們。 這些蛋白質的表面暴露了半乳糖(一種糖)。 半乳糖可作為肝臟內化該蛋白質的信號。

「我們利用了正常、自然的機制,」吳說。

本文發現,可以透過簡單的靜脈注射將健康的粒線體複合物輸送到活體大鼠的肝臟。

研究團隊從小鼠標本中採集粒線體。 將粒線體與蛋白質載體混合純化,形成可被肝臟吸收的複合物。

除了粒線體之外,吳還注射了一種勝肽,一旦粒線體到達細胞,就會促進粒線體的釋放。 這種勝肽使粒線體被吸收到肝細胞的細胞質中而不是被消化,這正是肝臟對其內化的大多數分子所做的事情。

「如果沒有,粒線體可能會靶向肝細胞,但它們會被破壞,」吳說。

實驗結束時,Wu 和他的同事發現,在肝臟中檢測到了注射粒線體總量的約 27%,其中很大一部分用於治療用途。

在脾臟中發現的含量不到 2%,在肺部中發現的含量不到 1%,這表明攝取不是隨機的,而是均勻分佈在所有器官中。 換句話說,研究人員成功地創造了一種蛋白質塗層,使粒線體能夠被肝臟特異性識別和內化。

這項成就還遠遠未成定局,因為粒線體通常不會透過血流傳播。 許多潛在的致命障礙使其成為一段痛苦的旅程,透過靜脈到達心臟、肺部,最後透過動脈到達肝臟和身體的其他部位。 塗層粒線體顯然能夠在與血球、血液蛋白、狹窄血管和免疫系統潛在攻擊的接觸中存活下來。

「對我來說,我們能夠檢測到任何供體粒線體是相當令人驚訝的,」吳說。 “當你考慮到所有可能阻礙的障礙時。”

雖然該實驗僅測量了粒線體移植的短期影響,但有潛在的長期益處。

粒線體有自己的 DNA 和 RNA,這意味著它們可以獨立於細胞的其他部分進行繁殖。 移植的粒線體可以在細胞分裂期間與細胞一起複製。

所有細胞都有一定數量的粒線體來維持其活動。 吳推測,隨著健康的供體粒線體數量的增加,細胞可能會逐漸消除受損的粒線體,直到擁有適當數量的健康粒線體。

這項研究的下一步是用粒線體肝損傷的大鼠來測試此方法。 這將為開發這種治療肝病的技術提供潛在的臨床意義。

這一過程有可能解決肝臟疾病治療的嚴重差距。 它甚至可能最終用於治療受粒線體功能障礙或損傷影響的全身性其他疾病。

這項研究發表在 胃腸病學和肝病學雜誌 2020 年 5 月。 



較舊的帖子 較新的帖子