科学大观园杂志：或带来新冠肺炎新疗法，自由穿梭的线粒体可调节免疫反应
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线粒体模式图
细胞间的线粒体转移非常普遍 。 研究表明 ， 某些细胞可以将其线粒体转移到另一种细胞类型中 ， 以帮助其实现特定的代谢目的 ， 这对宿主细胞的生存至关重要 。 但如果转移的线粒体来自不同个体 ， 甚至不同物种时 ， 会发生什么呢？在回答这个问题之前 ， 我们需要先了解线粒体转移的原因和具体细节 。
近日 ， 来自智利圣地亚哥安第斯大学医学院的研究人员在《EMBO报告》中描述了一种奇怪的现象：当感染发生时 ， 为了抑制过度活跃的免疫系统和炎症反应 ， 间充质干细胞（MSCs）会将线粒体直接转移给T细胞 。 这些线粒体会通过增加FOXP3、IL2RA、CTLA4和TGFb等基因的表达 ， 诱导调节性T细胞分化和活化 。
同样的 ， 在早期急性呼吸窘迫（ARDs）疾病模型中 ， MSC能够通过纳米隧道向巨噬细胞转移线粒体 ， 提高巨噬细胞的吞噬能力 。 在气管内注射MSCs则可使线粒体转移到肺泡上皮细胞 ， 促进代谢活动 ， 减轻肺损伤 。
其他研究表明 ， 支气管肺泡液中含有许多被细胞外囊泡包裹的线粒体 ， 而来自骨髓的调节性细胞会将这些线粒体转移到CD4+T细胞中 ， 随后线粒体会直接与T细胞线粒体网络合胞体结合 ， 调节免疫反应 ， 减轻肺部炎症 。
这项研究结果提出了利用线粒体治疗COVID-19引起的急性呼吸窘迫的可能性 。 要实现这一疗法 ， 关键要理解线粒体是如何实现细胞间转移的 。
最近的研究表明 ， 当线粒体在神经系统中循环时 ， 上述线粒体从MSC到巨噬细胞的单向迁移并非终点 ， 巨噬细胞也可以在需要的时候直接将线粒体转移给神经末梢 。 这些线粒体具有重要的功能 ， 例如 ， 在背根神经节的感觉神经元中 ， 来自M2巨噬细胞的线粒体关闭了炎症反应并缓解了疼痛 。
有趣的是 ， 在线粒体转移的过程中 ， 它们会短暂地在血液中自由活动 ， 不受宿主细胞干扰 ， 但仍有正常的呼吸功能 。 这意味着 ， 当我们捐献或接受血液、骨髓时 ， 我们不仅交换了线粒体 ， 还交换了基因意义上的身份 。 常规输血后可能产生的大规模异质性对我们的健康具体有哪些影响？研究人员正在积极寻找答案 。
实际上 ， 线粒体疗法的前景已初露端倪 。 不久前 ， 我国研究人员尝试使用线粒体疗法来改善老年小鼠的认知和运动能力 。 结果表明 ， 在给老年小鼠静脉注射幼年小鼠的线粒体后不久 ， 多个组织中出现了老幼杂合的线粒体DNA 。
值得注意的是 ， 在此次COVID-19疫情中 ， 最易受影响的人群 ， 正是年龄相关线粒体功能障碍发生率最高的老年人 。 当然 ， 也有许多年轻人因COVID-19而死亡 。 因此 ， 如果科学家们能够对这些个体进行更深入的遗传学研究 ， 确定患病的年轻人在遗传上是否更容易出现亚临床线粒体缺陷 ， 那将有可能通过上述线粒体转移疗法对这些病人进行干预性治疗 。
原创编译：花花审稿：阿淼责编：张梦
期刊来源：《EMBO报告》
期刊编号：1469-221X
原文链接：https://phys.org/news/2020-03-free-range-mitochondria.html
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