Sci Adv丨开发免疫工程化线粒体（nMITO），调节急性器官损伤

BioArt BioArt 2025年03月24日 09:00

急性器官损伤（Acute organ injuries, AOIs）是严重危害人类健康的重大疾病，由炎症反应与线粒体功能障碍驱动，最终导致器官功能衰竭甚至死亡。近年来，线粒体移植作为一种新兴的细胞修复策略，通过补充健康线粒体，快速修复受损细胞的线粒体功能，恢复细胞活力，在多种脏器损伤性疾病中展现出良好的细胞保护和修复效果。然而，线粒体移植的进一步发展受到损伤靶向分布和炎症调节能力不足的严格限制。因此，构建具有炎症调控能力的线粒体，是提高其对AOIs治疗效果的重要途径。

近日，昆明医科大学干细胞与再生医学云南省重点实验室&康复学院周兴教授联合陆军军医大学李晓辉教授、重庆中医药学院林治华教授在Science Advances发表了题为Immunoengineered mitochondria for efficient therapy of acute organ injuries via modulation of inflammation and cell repair的研究论文，开发了一种免疫工程化线粒体（nMITO），将提升线粒体病灶富集与炎症调控策略相结合，为线粒体移植治疗在急性器官损伤研究中提供了新的理论基础。

研究团队通过提取天然中性粒细胞膜（Neutrophil plasma membrane，NEM），并将其成功与线粒体（Mitochondria，MITO）进行融合，制备了工程化线粒体。这种设计保留了MITO的固有功能，包括ATP产生、MMP调节和ROS减少，这些功能对于细胞能量代谢、氧化应激控制和细胞凋亡预防至关重要。通过整合NEM，nMITO获得了增强的靶向能力和调节炎症的能力，解决了线粒体移植中的关键挑战，即如何将线粒体有效递送至受损组织并调节炎症微环境。实验结果表明，nMITO在多种AOIs模型中能够选择性地在炎症内皮部位积累，并利用隧道纳米管（Tunneling nanotubes, TNTs）穿过内皮屏障并进入受损细胞，通过外源性线粒体的转移，恢复受损细胞的线粒体功能。此外，继承自NEM的细胞因子和趋化因子受体使nMITO能够以高亲和力结合并中和促炎介质，破坏炎症级联反应，减少免疫细胞向损伤部位的募集，减轻炎症诱导的组织损伤。总之，nMITO通过结合NEM的靶向和抗炎特性以及MITO的内在修复能力，为基于线粒体移植的组织修复疗法提供了全新的研究视角。