【科研论文科普解读】

  你知道吗，人体里藏着一个“生命发动机”，它一旦出问题，乏力、衰老，甚至帕金森、罕见遗传病都会找上门——它就是线粒体，细胞的“发电站”。

  3月18日，中国科学院广州生物医药与健康研究院联合广州医科大学等多家单位，在国际学术期刊《细胞》上发表突破性研究成果。研究人员开发出一种全新的高效线粒体胶囊移植技术，通过将健康的线粒体打包装箱到囊泡中，在国际上首次实现了向细胞和组织的安全高效“快递”。这一线粒体胶囊移植技术显著改善帕金森症、雷氏（Leigh）综合征以及线粒体DNA缺失综合征等疾病症状。这项研究在再生医学领域提出了新的“细胞器治疗”策略，为众多由线粒体功能障碍引起的难治性疾病，如线粒体遗传病、神经退行性疾病等，开辟了全新的治疗思路。

  线粒体功能异常是多种难治性疾病的潜在诱因

  我们的身体是由一个个细胞组成的，而线粒体就是细胞的“发电站”，源源不断地把养分转化成生命活动的能量；线粒体也是人体细胞中唯一具有基因组的细胞器。线粒体基因突变，会导致严重的线粒体遗传病，全球人口发病率超过1/5000，但长期以来，医生们只能“头痛医头，脚痛医脚”，对症状进行管理，却无法从根本上修复出问题的线粒体。线粒体功能障碍是衰老及帕金森病、阿尔茨海默病、糖尿病等神经退行性疾病和代谢疾病的重要病因之一。

  器官移植是器官衰竭疾病的有效疗法，而线粒体“衰竭”如何治疗则一直是世纪难题。如果能够实现线粒体高效移植到患者体内病变细胞或组织中，就能治疗因线粒体遗传或缺陷而导致的重大疾病，衰老的器官也能再次焕发新春。

  “胶囊快递”精准投递健康线粒体

  线粒体移植面临的最重要难题是如何把线粒体高效地导入细胞，并保持其活性。为了解决这一难题，研究团队利用红细胞的细胞膜囊泡做成“胶囊壳”，把健康线粒体包裹起来，做成直径千分之一毫米的“线粒体胶囊”。“胶囊”既充当了线粒体在传递运输中脆弱“发电站”的“快递防护服”，还能像“通行证”一样帮助它“穿过”细胞的防御系统，顺利进入细胞内部，并与细胞自身线粒体融合，实现长期存活。

  研究团队围绕线粒体移植与疾病治疗取得以下三方面成果：

  一是高效“签收落户”。研究发现，裸露线粒体移植导入效率低于5%，而使用“线粒体胶囊”投递效率极高，高达约80%的目标细胞成功“签收”了供体线粒体！更关键的是，这些外来的“发电站”进入细胞后，并不是孤零零地待着，而是会主动和细胞原有的“发电站网络”融合在一起，在细胞里“安家落户”，持续发挥功能补偿细胞代谢障碍和功能缺陷。

  二是精准“修正电网”。研究团队针对多种线粒体DNA突变患者细胞进行测试。这些细胞同时存在着健康线粒体和病变线粒体，这就像混合了“正常”和“故障”发电站。结果令人振奋——移植健康的线粒体成功“上岗”后，细胞里“故障发电站”的比例显著下降，原本濒死的细胞能量代谢迅速恢复，基因缺陷被完美“代偿”。

  三是重大疾病治疗。研究团队构建了帕金森症、雷氏（Leigh）综合征以及线粒体DNA缺失综合征等多个疾病动物模型。帕金森症小鼠模型中，将线粒体胶囊递送至病变脑区后，有效阻止了神经元的持续死亡，恢复了脑区线粒体的正常功能，并显著改善了模型小鼠的运动能力，几乎恢复至正常水平！线粒体遗传疾病小鼠模型中，线粒体胶囊治疗显著延长了疾病小鼠的生命，挽救了多个器官的功能衰竭。

  这项研究不仅建立了一套高效安全的线粒体移植技术体系，而且成为“细胞器治疗”领域的标志性工作，未来或许可以将健康的细胞器（如线粒体）作为一种“药物”，直接“投递”到患者体内，修复病变组织和病变器官的功能。（光明网记者 宋雅娟）