線粒體模式圖
細胞間的線粒體轉移非常普遍。研究表明，某些細胞可以將其線粒體轉移到另一種細胞類型中，以幫助其實現特定的代謝目的，這對宿主細胞的生存至關重要。但如果轉移的線粒體來自不同個體，甚至不同物種時，會發生什麼呢？在回答這個問題之前，我們需要先了解線粒體轉移的原因和具體細節。
近日，來自智利聖地亞哥安第斯大學醫學院的研究人員在《EMBO報告》中描述了一種奇怪的現象：當感染髮生時，為了抑制過度活躍的免疫系統和炎症反應，間充質幹細胞（MSCs）會將線粒體直接轉移給T細胞。這些線粒體會通過增加FOXP3、IL2RA、CTLA4和TGFb等基因的表達，誘導調節性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移線粒體，提高巨噬細胞的吞噬能力。在氣管內注射MSCs則可使線粒體轉移到肺泡上皮細胞，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，而來自骨髓的調節性細胞會將這些線粒體轉移到CD4+T細胞中，隨後線粒體會直接與T細胞線粒體網絡合胞體結合，調節免疫反應，減輕肺部炎症。
這項研究結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。要實現這一療法，關鍵要理解線粒體是如何實現細胞間轉移的。
最近的研究表明，當線粒體在神經系統中循環時，上述線粒體從MSC到巨噬細胞的單向遷移並非終點，巨噬細胞也可以在需要的時候直接將線粒體轉移給神經末梢。這些線粒體具有重要的功能，例如，在背根神經節的感覺神經元中，來自M2巨噬細胞的線粒體關閉了炎症反應並緩解了疼痛。
有趣的是，在線粒體轉移的過程中，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。常規輸血後可能產生的大規模異質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。結果表明，在給老年小鼠靜脈注射幼年小鼠的線粒體後不久，多個組織中出現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，正是年齡相關線粒體功能障礙發生率最高的老年人。當然，也有許多年輕人因COVID-19而死亡。因此，如果科學家們能夠對這些個體進行更深入的遺傳學研究，確定患病的年輕人在遺傳上是否更容易出現亞臨床線粒體缺陷，那將有可能通過上述線粒體轉移療法對這些病人進行干預性治療。
期刊編號：1469-221X
原文鏈接：https://phys.org/news/2020-03-free-range-mitochondria.html
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