科學(xué)大觀園雜志：自由穿梭的線粒體可調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，或帶來新冠肺炎新療法

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線粒體模式圖
細胞間的線粒體轉(zhuǎn)移非常普遍。研究表明，某些細胞可以將其線粒體轉(zhuǎn)移到另一種細胞類型中，以幫助其實現(xiàn)特定的代謝目的，這對宿主細胞的生存至關(guān)重要。但如果轉(zhuǎn)移的線粒體來自不同個體，甚至不同物種時，會發(fā)生什么呢？在回答這個問題之前，我們需要先了解線粒體轉(zhuǎn)移的原因和具體細節(jié) 。
近日，來自智利圣地亞哥安第斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員在《EMBO報告》中描述了一種奇怪的現(xiàn)象：當感染發(fā)生時，為了抑制過度活躍的免疫系統(tǒng)和炎癥反應(yīng) ，間充質(zhì)干細胞（MSCs）會將線粒體直接轉(zhuǎn)移給T細胞。這些線粒體會通過增加FOXP3、IL2RA、CTLA4和TGFb等基因的表達，誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細胞分化和活化。
同樣的，在早期急性呼吸窘迫（ARDs）疾病模型中， MSC能夠通過納米隧道向巨噬細胞轉(zhuǎn)移線粒體，提高巨噬細胞的吞噬能力。在氣管內(nèi)注射MSCs則可使線粒體轉(zhuǎn)移到肺泡上皮細胞，促進代謝活動，減輕肺損傷。
其他研究表明，支氣管肺泡液中含有許多被細胞外囊泡包裹的線粒體，而來自骨髓的調(diào)節(jié)性細胞會將這些線粒體轉(zhuǎn)移到CD4+T細胞中，隨后線粒體會直接與T細胞線粒體網(wǎng)絡(luò)合胞體結(jié)合，調(diào)節(jié)免疫反應(yīng) ，減輕肺部炎癥。
這項研究結(jié)果提出了利用線粒體治療COVID-19引起的急性呼吸窘迫的可能性。要實現(xiàn)這一療法，關(guān)鍵要理解線粒體是如何實現(xiàn)細胞間轉(zhuǎn)移的。
最近的研究表明，當線粒體在神經(jīng)系統(tǒng)中循環(huán)時，上述線粒體從MSC到巨噬細胞的單向遷移并非終點，巨噬細胞也可以在需要的時候直接將線粒體轉(zhuǎn)移給神經(jīng)末梢。這些線粒體具有重要的功能，例如，在背根神經(jīng)節(jié)的感覺神經(jīng)元中，來自M2巨噬細胞的線粒體關(guān)閉了炎癥反應(yīng)并緩解了疼痛。
有趣的是，在線粒體轉(zhuǎn)移的過程中，它們會短暫地在血液中自由活動，不受宿主細胞干擾，但仍有正常的呼吸功能。這意味著，當我們捐獻或接受血液、骨髓時，我們不僅交換了線粒體，還交換了基因意義上的身份。常規(guī)輸血后可能產(chǎn)生的大規(guī)模異質(zhì)性對我們的健康具體有哪些影響？研究人員正在積極尋找答案。
實際上，線粒體療法的前景已初露端倪。不久前，我國研究人員嘗試使用線粒體療法來改善老年小鼠的認知和運動能力。結(jié)果表明，在給老年小鼠靜脈注射幼年小鼠的線粒體后不久，多個組織中出現(xiàn)了老幼雜合的線粒體DNA 。
值得注意的是，在此次COVID-19疫情中，最易受影響的人群，正是年齡相關(guān)線粒體功能障礙發(fā)生率最高的老年人。當然，也有許多年輕人因COVID-19而死亡。因此，如果科學(xué)家們能夠?qū)@些個體進行更深入的遺傳學(xué)研究，確定患病的年輕人在遺傳上是否更容易出現(xiàn)亞臨床線粒體缺陷，那將有可能通過上述線粒體轉(zhuǎn)移療法對這些病人進行干預(yù)性治療。
原創(chuàng)編譯：花花審稿：阿淼責(zé)編：張夢
期刊來源：《EMBO報告》
期刊編號：1469-221X
原文鏈接：https://phys.org/news/2020-03-free-range-mitochondria.html
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