康涅狄格大學(xué)研究員喬治·吳博士最近在《胃腸病和肝病學(xué)雜志》上發(fā)表了一篇論文，概述了他成功地將線粒體傳遞到肝細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)。
這項(xiàng)突破性的實(shí)驗(yàn)標(biāo)志著研究人員首次成功地將線粒體引入活體動(dòng)物的特定細(xì)胞中。
線粒體通過脂肪酸和碳水化合物向二氧化碳和水的轉(zhuǎn)化產(chǎn)生能量，從而為整個(gè)身體的細(xì)胞提供動(dòng)力。線粒體損傷與各種肝病之間存在重要聯(lián)系。線粒體受損時(shí)，它們無法為肝臟提供足夠的能量以正常運(yùn)作。這導(dǎo)致肝細(xì)胞死亡和肝衰竭。
目前，治療肝衰竭的唯一方法是完整的器官移植。在美國(guó)，外科醫(yī)生每年大約進(jìn)行8,000次肝移植，但是由于供體肝的短缺，等待移植的數(shù)千人將在接受移植之前死亡。
Wu和他的團(tuán)隊(duì)利用他們對(duì)肝臟中一個(gè)特征明確的受體的了解，先前表明線粒體可以被某些載體蛋白包裹，從而使肝臟識(shí)別并吸收它們。這些蛋白質(zhì)的表面已暴露出半乳糖(一種糖)。半乳糖是肝臟將其內(nèi)在化的信號(hào)。
Wu說：“我們利用了正常的自然機(jī)制。”
本文發(fā)現(xiàn)健康的線粒體復(fù)合物可以通過簡(jiǎn)單的靜脈內(nèi)注射遞送到活體大鼠的肝臟中。
研究小組從小鼠標(biāo)本中收獲線粒體。線粒體與蛋白質(zhì)載體混合并純化以形成復(fù)合物，該復(fù)合物可以被帶入肝臟。
Wu連同線粒體一起注射了一種肽，該肽一旦到達(dá)細(xì)胞便促進(jìn)線粒體的釋放。這種肽使線粒體被吸收到肝細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中而不是被消化，這就是肝臟對(duì)其內(nèi)在化的大多數(shù)分子的作用。
Wu說：“如果沒有的話，線粒體可能靶向肝細(xì)胞，但是它們會(huì)被破壞。”
在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，Wu和他的同事發(fā)現(xiàn)在肝臟中檢測(cè)到大約27%的總注射線粒體，這在治療中占很大比例。
在脾臟中發(fā)現(xiàn)少于2%，在肺部發(fā)現(xiàn)少于1%，這表明攝取不是隨機(jī)的，并且在所有器官中平均分布。換句話說，研究人員成功地創(chuàng)建了一種蛋白質(zhì)涂層，使線粒體可以被肝臟特異性識(shí)別和內(nèi)在化。
由于線粒體通常不通過血流，因此這一成就遠(yuǎn)未定。許多潛在的致命障礙使之成為令人痛苦的肝臟之旅，途徑是到達(dá)心臟，肺部的靜脈，最后穿過動(dòng)脈到達(dá)肝臟和身體其他部位。包覆的線粒體顯然能夠幸免于與血細(xì)胞，血液蛋白，狹窄的血管以及免疫系統(tǒng)的潛在攻擊。
Wu說：“對(duì)我來說，我們幾乎可以檢測(cè)到任何供體線粒體，這真是令人驚訝。”“當(dāng)您考慮所有可能阻礙的障礙時(shí)。”
盡管此實(shí)驗(yàn)僅測(cè)量了線粒體移植的短期效果，但仍有潛在的長(zhǎng)期益處。
線粒體具有自己的DNA和RNA，這意味著它們可以獨(dú)立于細(xì)胞的其余部分進(jìn)行繁殖。移植的線粒體可能在細(xì)胞分裂過程中隨細(xì)胞復(fù)制。
所有細(xì)胞都有一定數(shù)量的線粒體，它們需要維持它們的活動(dòng)。Wu推測(cè)，隨著健康的供體線粒體數(shù)量的增加，細(xì)胞將逐漸消除受損的線粒體，直到它們具有適當(dāng)?shù)慕】稻€粒體數(shù)量為止。
這項(xiàng)研究的下一步是用線粒體肝損傷的大鼠測(cè)試該方法。這將顯示出潛在開發(fā)這種治療肝病技術(shù)的臨床意義。
這個(gè)過程有可能解決肝病治療方面的嚴(yán)重空白。它甚至可能最終被用于治療受線粒體功能障礙或損害影響的全身其他疾病。
Wu現(xiàn)在正在與UConn的技術(shù)轉(zhuǎn)讓小組合作，并已獲得針對(duì)線粒體定向移植到肝細(xì)胞的專利。該大學(xué)已就動(dòng)物原理證明申請(qǐng)了專利保護(hù)。
標(biāo)簽： 肝細(xì)胞
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