基于間充質(zhì)干細胞的療法已在臨床上應用近20年，并在治療多種疾病方面顯示出令人鼓舞的效果。然而，其潛在機制遠比此前設想的要復雜得多。線(xiàn)粒體轉移是近年來(lái)發(fā)現的間充質(zhì)干細胞發(fā)揮其生物學(xué)效應的一種方式。作為線(xiàn)粒體成分交換的一種方式，線(xiàn)粒體轉移決定了間充質(zhì)干細胞和受體細胞的命運。

間充質(zhì)干細胞的線(xiàn)粒體轉移：機制和功能

本文將闡述促成間充質(zhì)干細胞（MSCs）移植的因素，并總結MSCs移植的途徑和機制，為MSCs治療提供理論基礎。此外，本文還將分析MSCs移植在臨床應用中的優(yōu)缺點(diǎn)^[1]。

關(guān)于間充質(zhì)干細胞

干細胞具有自我更新和分化為多種細胞類(lèi)型的能力，是負責組織發(fā)育和器官再生的生物組織的基本單位。目前，干細胞主要來(lái)源于胚胎、胎兒和成體組織。此外，誘導多能干細胞是一種很有前途的干細胞來(lái)源，它是由基因重編程分化的體細胞組成的。雖然成體干細胞只能分化成有限的細胞類(lèi)型，但應用成體干細胞可以避免與胚胎和胎兒干細胞相關(guān)的倫理和法律問(wèn)題，并避免誘導多能干細胞突變的副作用。

成體干細胞廣泛應用于臨床干細胞治療。成體干細胞涵蓋來(lái)自不同組織的多種細胞類(lèi)型，其中間充質(zhì)基質(zhì)/干細胞 (MSC) 因其來(lái)源豐富、易于分離和獲取、有限的自發(fā)分化、低免疫原性、惡性轉化風(fēng)險小而受到廣泛關(guān)注。

MSCs來(lái)源于胚胎發(fā)育早期未成熟的結締組織，在特定的誘導條件下，無(wú)論是在體內還是體外，都能分化為脂肪組織、骨、軟骨、肌肉、肌腱、韌帶、神經(jīng)、肝臟、心肌、內皮甚至血液。而且，它們表現出強大而廣泛的免疫調節功能。因此，它們被廣泛應用于治療組織缺損、炎癥相關(guān)疾?。ㄈ?a href="http://www.hdzfdxxb.cn/yiyong/dm/19427.html" target="_blank" rel="noreferrer noopener">糖尿病）和自身免疫性疾病（如系統性紅斑狼瘡）。然而，MSCs的臨床療效并不穩定；因此，迫切需要闡明MSC治療的機制，以提高其臨床療效。

間充質(zhì)干細胞（MSC）治療的機制

MSCs的免疫調節機制取代傳統分化理論

此前，人們認為MSCs主要通過(guò)增殖和分化來(lái)修復組織缺陷。近期研究表明，MSCs通過(guò)其強大的免疫調節作用發(fā)揮功能，以下證據支持這一觀(guān)點(diǎn)：

1）外源性施用的MSCs存活率較低，因為同種異體和自體MSCs最終都會(huì )被免疫系統識別。矛盾的是，MSC治療卻取得了良好的臨床效果，這表明MSCs并非通過(guò)直接增殖和分化替代丟失的細胞來(lái)修復組織損傷。

2）MSCs無(wú)需直接細胞間接觸或歸巢到特定器官即可發(fā)揮生物學(xué)功能。例如，MSC條件培養基和其他 MSC 衍生物（如外泌體和微囊泡（MVs））可促進(jìn)巨噬細胞向M2型極化，并調節T細胞和B細胞的生物學(xué)功能，從而改變組織再生微環(huán)境以促進(jìn)組織修復。

無(wú)細胞療法驗證MSCs的旁分泌作用基礎

上述基于MSCs的無(wú)細胞療法的有效性有力支持了MSCs的功能不依賴(lài)于其直接增殖和分化的觀(guān)點(diǎn)。如前所述，MSCs的衍生物而非MSCs本身才是其作用的基礎。MSCs可分泌一系列細胞因子、微小RNA（microRNAs）和其他小分子，以及細胞外囊泡（EVs）。EVs是一類(lèi)無(wú)明顯特征的脂質(zhì)雙層囊泡，可促進(jìn)細胞間細胞器轉移，并傳遞脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、酶以及編碼和非編碼RNA分子。此外，EVs中還可檢測到線(xiàn)粒體DNA、單鏈DNA、雙鏈DNA和擴增的癌基因。MSCs攜帶的這些多樣化成分是重要的免疫調節劑。

間充質(zhì)干細胞（MSCs）中線(xiàn)粒體轉移（MT）的發(fā)現與作用

線(xiàn)粒體的核心功能與病理影響

線(xiàn)粒體作為半自主細胞器，承擔能量生成（ATP 合成）、鈣穩態(tài)調節、神經(jīng)遞質(zhì) / 激素分泌協(xié)調及細胞死亡與炎癥調控等核心功能，是連接細胞內信號與機體生理的關(guān)鍵樞紐。其功能異常不僅引發(fā)帕金森病、心肌病等退行性疾病，還會(huì )破壞組織穩態(tài)，阻礙修復再生，凸顯線(xiàn)粒體在健康與疾病中的雙重重要性。

線(xiàn)粒體轉移的發(fā)現與特性

突破 “線(xiàn)粒體僅垂直遺傳” 的傳統認知，近年發(fā)現細胞間可通過(guò)水平轉移（MT）傳遞線(xiàn)粒體。2006年Spees等人首次證實(shí)MSCs可向缺陷細胞轉移線(xiàn)粒體，后續研究顯示 MSCs 是最主要供體，可作用于內皮、免疫等多種細胞，且MT可能具有雙向性（如MSCs與血管平滑肌細胞間的互作），拓展了對細胞間物質(zhì)交換機制的理解。

MT在MSCs功能中的多維度作用

MSCs 的線(xiàn)粒體轉移通過(guò)調控炎癥、細胞增殖 / 凋亡、代謝及應激反應等過(guò)程，成為其發(fā)揮組織修復再生功能的核心途徑。實(shí)驗證據表明，MT 可恢復受體細胞 ATP 水平、增強增殖能力（如提升 45%）并改善修復效果，直接證明線(xiàn)粒體作為 “功能載體” 在 MSCs 治療中的關(guān)鍵作用，為相關(guān)疾病的機制研究和療法開(kāi)發(fā)提供了新靶點(diǎn)。

線(xiàn)粒體轉移的觸發(fā)因素、途徑和機制

導致MSCs-MT的因素

多種因素可導致 MSCs-MT，其中最常見(jiàn)的是氧化應激和損傷（圖1）。例如，在耗能細胞（如癌細胞）中發(fā)現活性氧（ROS）水平升高，這些細胞從周?chē)毎邮站€(xiàn)粒體來(lái)滿(mǎn)足其能量需求。正常情況下，在氧化磷酸化過(guò)程中，一些電子從電子傳遞鏈中泄漏出來(lái)并與O2反應生成ROS，然后ROS被超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫和其他酶分解。

然而，在病理條件下，ROS 過(guò)量產(chǎn)生且不能被有效分解，導致氧化損傷。 ROS水平升高會(huì )誘導線(xiàn)粒體裂變和核周點(diǎn)狀線(xiàn)粒體聚集，隨后線(xiàn)粒體從附近的 MSCs 中釋放并產(chǎn)生MT。損傷相關(guān)分子模式 (DAMP) 在細胞損傷后誘導MT。由于大多數誘導 MT 的信號源自受損細胞，因此有人認為 MT 可能是人體對抗損傷措施的重要組成部分。

間充質(zhì)干細胞線(xiàn)粒體的途徑和機制

迄今為止，已鑒定出多種細胞間MT形式，包括間隙連接通道（GJC）、細胞融合、游離線(xiàn)粒體、樹(shù)突隧穿納米管（TNT）和EV，其中TNT和EV成為主要機制（圖2）。為進(jìn)一步了解細胞間MT的潛在機制，為線(xiàn)粒體及線(xiàn)粒體相關(guān)疾病的治療提供幫助，下文將總結MT的途徑并分析可能的分子機制。

A. TNT 是一種膜狀管狀突起，從質(zhì)膜延伸出來(lái)，連接兩個(gè)細胞形成開(kāi)放通道。TNT 是連接細胞之間 MT 最常見(jiàn)的路徑。B. 據報道，由細胞質(zhì)膜起泡形成的 EVs 是 MT 的另一種路徑。C. GJC 介導的 MT 模式尚不明確?？赡艿臋C制是供體細胞的突起中存在線(xiàn)粒體，受體細胞通過(guò)內陷 JCs 連接到供體細胞。然后，受體細胞內化 JCs 并吸收線(xiàn)粒體。D. 細胞融合共享細胞質(zhì)成分和細胞器，包括線(xiàn)粒體。

間充質(zhì)干細胞線(xiàn)粒體途徑之隧道納米管（TNTs）

大量研究表明，間充質(zhì)干細胞（MSCs）與受損細胞之間的線(xiàn)粒體轉移（MT）通過(guò)隧道納米管（TNTs）發(fā)生。

TNTs的結構與功能基礎：隧道納米管（TNTs）是由肌動(dòng)蛋白構成的細胞質(zhì)延伸結構，以50-1500nm直徑的管狀通道連接細胞，可形成單細胞間直接通訊或多細胞網(wǎng)絡(luò )。作為細胞間物質(zhì)傳遞的物理橋梁，TNTs為線(xiàn)粒體等細胞器的跨細胞轉移提供了結構基礎，突破了傳統細胞間僅依賴(lài)分泌因子或囊泡傳遞的限制。

TNTs介導的跨細胞線(xiàn)粒體轉移：自2004年首次發(fā)現后，TNTs被證實(shí)廣泛存在于多種細胞類(lèi)型中。MSCs 可通過(guò) TNTs 向腎小管細胞、心肌細胞、免疫細胞等多種靶細胞單向轉移線(xiàn)粒體，調節受體細胞行為；同時(shí)也存在雙向轉移（如與血管平滑肌細胞間的物質(zhì)交換）。這種基于TNTs的線(xiàn)粒體轉移（MT）成為MSCs發(fā)揮修復作用的重要途徑，為細胞間功能調控提供了直接證據。

TNTs介導MT的分子調控機制：TNTs運輸線(xiàn)粒體依賴(lài)三種關(guān)鍵結構：線(xiàn)粒體外膜的Miro蛋白（如 Miro1/Miro2）作為核心調控因子，通過(guò)結合驅動(dòng)蛋白/動(dòng)力蛋白等運動(dòng)蛋白及輔助蛋白，實(shí)現線(xiàn)粒體的定向運輸。Miro 蛋白還參與線(xiàn)粒體鈣穩態(tài)調節，但其在氧化應激或病理狀態(tài)下如何精確調控線(xiàn)粒體動(dòng)態(tài)（如運輸、分布）仍不明確，需進(jìn)一步探索其分子機制及潛在干預靶點(diǎn)（圖3）。

驅動(dòng)蛋白與Miro蛋白介導的線(xiàn)粒體運輸機制：線(xiàn)粒體運輸依賴(lài)驅動(dòng)蛋白超家族（如 KIF5/驅動(dòng)蛋白 – 1、KIF1B / 驅動(dòng)蛋白-3）與線(xiàn)粒體外膜Miro蛋白的協(xié)同作用。通過(guò) TRAK1/2 等輔助蛋白，兩者形成復合物，固定線(xiàn)粒體并驅動(dòng)其沿微管移動(dòng)。Miro1高表達與 MSCs 的 MT 效率正相關(guān)，但其并非唯一調控因子 ——Miro1/2敲除細胞仍可通過(guò)其他未知蛋白完成線(xiàn)粒體轉移，表明存在尚未明確的輔助機制。

氧化應激通過(guò)ROS信號誘導TNTs形成：氧化應激（如 H?O?處理或血清缺乏）產(chǎn)生的 ROS 是 TNTs 的關(guān)鍵誘導因素。實(shí)驗顯示，抗氧化劑抑制 ROS 后，TNTs 減少且 MSCs 與靶細胞間的 MT 效率下降，證實(shí) ROS 在 TNT 結構生成中的必要性。這一過(guò)程可能是細胞在應激狀態(tài)下通過(guò)物質(zhì)轉移維持存活的適應性反應。

p53與NFκB/TNFαip2信號通路對TNTs的調控：p53激活通過(guò)兩條途徑調控 TNTs：一是上調表皮生長(cháng)因子受體等下游通路，促進(jìn)TNFαip2過(guò)表達以誘導TNT形成；二是通過(guò)切割 S100A 蛋白形成濃度梯度，決定 TNT 延伸方向。此外，NFκB通路被ROS激活后，通過(guò) TNFαip2 招募 RalA 蛋白，促進(jìn)肌動(dòng)蛋白聚合和膜變形，最終介導 MSCs 與心肌細胞、角膜上皮細胞等靶細胞間的 TNT 形成及高效 MT，揭示多重信號網(wǎng)絡(luò )對細胞間通訊的精細調控。

間充質(zhì)干細胞線(xiàn)粒體途徑之外泌體

EVs的分類(lèi)與線(xiàn)粒體分布特征：MSCs來(lái)源的EVs按大小和生成方式分為外泌體（30-100 nm）、微囊泡（MVs，100-1000 nm）和凋亡小體（微米級），其中線(xiàn)粒體更易存在于較大的囊泡中（如 MVs 和凋亡小體）。外泌體雖不攜帶完整線(xiàn)粒體，但可轉移線(xiàn)粒體片段和 DNA；缺血損傷或腫瘤環(huán)境中，EVs介導的線(xiàn)粒體轉移可發(fā)揮神經(jīng)保護或能量供給作用，體現其在病理狀態(tài)下的功能重要性。

MVs 的特異性功能與雙向線(xiàn)粒體轉移：MVs作為占比最大的EVs，可運輸完整線(xiàn)粒體并參與細胞間功能調控。例如，MSCs 通過(guò) MVs 向肺泡上皮細胞轉移功能性線(xiàn)粒體，依賴(lài)Cx43蛋白；MVs 被巨噬細胞吞噬后提升其氧化磷酸化能力，同時(shí) MSCs 通過(guò) MVs 排出受損線(xiàn)粒體，形成 “雙贏(yíng)” 的線(xiàn)粒體質(zhì)量調控機制。MVs 的自噬體特征暗示其與細胞內降解途徑的關(guān)聯(lián)，為線(xiàn)粒體跨細胞運輸提供了獨特的載體形式。

凋亡小體的成分與CD38通路的調控作用：凋亡小體作為最大的EVs，攜帶線(xiàn)粒體、核碎片等完整細胞器，是細胞凋亡時(shí)物質(zhì)傳遞的重要載體。

NAD/CD38/cADPR/Ca2?通路通過(guò)調節EVs的生成與內吞，介導線(xiàn)粒體的跨細胞轉移：CD38 催化生成的 cADPR 促進(jìn) Ca2?釋放和細胞骨架重塑，驅動(dòng)EVs的形成與線(xiàn)粒體攝入。該通路在星形膠質(zhì)細胞 – 神經(jīng)元間的 MT 中起關(guān)鍵作用，為干預線(xiàn)粒體功能異常相關(guān)疾病提供了潛在靶點(diǎn)（圖4）。

間充質(zhì)干細胞線(xiàn)粒體途徑之間隙連接通道（GJC）

GJC是促進(jìn)細胞間直接通訊的蛋白質(zhì)通道。

GJCs的結構特征與 MT 的間接關(guān)聯(lián)：間隙連接通道（GJCs）作為細胞間直接通訊的蛋白通道，由相鄰細胞的半通道（六個(gè)Cx亞基構成的管狀結構）組成。盡管實(shí)驗顯示 GJCs 調節劑可影響線(xiàn)粒體轉移（MT），但其 1.5-2 nm 的孔徑遠小于線(xiàn)粒體（0.5-1 μm），無(wú)法直接允許線(xiàn)粒體通過(guò)，因此GJCs并非MT的直接載體，其作用需通過(guò)其他機制間接實(shí)現。

GJCs 介導線(xiàn)粒體轉移的潛在機制：GJCs可能通過(guò)兩種方式輔助MT：一是形成環(huán)形結構，通過(guò)細胞內吞作用轉移包裹于囊泡中的物質(zhì)（如 EVs），研究證實(shí)GJCs在MSCs與肺泡上皮細胞的EVs依賴(lài)性 MT 中起膜穩定作用；二是協(xié)同 TNTs，如 Cx43 蛋白參與 TNT 形成并調控其介導的 MT 效率，盡管抑制GJCs不影響 TNT 結構本身，但會(huì )干擾細胞間通訊。這表明 GJCs 的功能與 EVs、TNTs 等其他細胞間通訊途徑緊密交織，共同構成 MT 的復雜調控網(wǎng)絡(luò )。

其他

細胞融合是細胞間通訊的一種形式，其中兩個(gè)獨立細胞的細胞膜和細胞質(zhì)融合，同時(shí)保留其細胞核形態(tài)。細胞融合后，融合細胞共享細胞質(zhì)成分和細胞器，包括線(xiàn)粒體。一些研究報告稱(chēng)，胚胎和成體間充質(zhì)干細胞 (MSC) 可以與心肌細胞 (CM)、神經(jīng)元和肝細胞融合，產(chǎn)生表達MSC和分化細胞特異性標志物的混合多核細胞。

游離線(xiàn)粒體或線(xiàn)粒體成分本身無(wú)需載體即可被擠出或內化，為細胞間微管轉運提供了另一條可能途徑。膜狀突起樹(shù)突是微管轉運的另一種形式。一些具有樹(shù)突的細胞，例如骨細胞，通過(guò)內在樹(shù)突連接，形成細胞間網(wǎng)絡(luò )，為微管轉運提供了替代途徑。

綜上所述，人們采用了多種方法來(lái)研究微轉移模式（表1），這些模式在不同細胞類(lèi)型和培養條件下表現出差異性。然而，這些方法是相互關(guān)聯(lián)的。例如，Cai et al.比較了直接和間接接觸情況下微轉移的功效，觀(guān)察到與直接接觸相比，微轉移的數量減少了近四分之三，表明在直接接觸情況下微轉移的效率更高。由細胞密切相互作用形成的轉移途徑，如TNT，表現出更明顯的微轉移效應。然而，由于物理距離的限制，微轉移直接接觸介導的微轉移對周?chē)毎挠绊懹邢?。因此，以EVs形式的微轉移可能具有更大的實(shí)際應用潛力。

間充質(zhì)干細胞線(xiàn)粒體機制的生物學(xué)效應

體外實(shí)驗中MSC的線(xiàn)粒體可以轉移至巨噬細胞、軟骨細胞、CM等細胞中，受體細胞顯示標記的外源性線(xiàn)粒體，并伴隨其生物學(xué)功能的明顯改變。體內實(shí)驗進(jìn)一步驗證，線(xiàn)粒體移植后，在受體細胞中可以看到植入的MSC線(xiàn)粒體，并且受體細胞在接受MT后具有更好的組織修復能力。以上證據明確支持了MSC的線(xiàn)粒體通過(guò)MT在受體細胞中發(fā)揮MSC的生物學(xué)功能。MT對細胞和臨床疾病的生物學(xué)效應列舉如下。

間充質(zhì)干細胞線(xiàn)粒體機制的介導免疫反應

MT的促炎效應及其分子機制：線(xiàn)粒體轉移（MT）可通過(guò)釋放損傷相關(guān)分子模式（DAMPs）激活炎癥反應：壞死細胞或移植排斥中的線(xiàn)粒體成分被免疫細胞（如巨噬細胞、樹(shù)突狀細胞）識別后，觸發(fā)促炎信號通路；血小板向中性粒細胞的 MT 促進(jìn)傷口清除異物的炎癥過(guò)程，而線(xiàn)粒體與細菌 DNA 的進(jìn)化相似性進(jìn)一步激活宿主免疫防御，加劇組織排斥或病理炎癥反應。

MT的抗炎作用及對免疫細胞的調控：MSCs來(lái)源的MT通過(guò)多途徑發(fā)揮抗炎功能：誘導巨噬細胞向抗炎性M2型極化，增強其氧化代謝和吞噬能力；促進(jìn) T 細胞向調節性T細胞（Treg）分化，增加CD25?FOXP3?T細胞比例以抑制過(guò)度免疫；抑制致病性Th17細胞產(chǎn)生促炎細胞因子IL-17，從而平衡免疫微環(huán)境，減輕炎癥損傷。

MSCs-MT在抗炎中的獨特優(yōu)勢：相較于其他細胞，MSCs的MT具有雙重優(yōu)勢：一是轉移的線(xiàn)粒體通常保持正常結構和功能，避免因線(xiàn)粒體損傷引發(fā)額外炎癥；二是轉移過(guò)程（如通過(guò) TNTs、EVs 等途徑）為線(xiàn)粒體提供膜結構保護，使其免受細胞外敵對環(huán)境影響。這種特性使其在免疫相關(guān)疾病治療中具備更高的安全性和有效性。

間充質(zhì)干細胞線(xiàn)粒體機制對細胞死亡的影響

MT對細胞凋亡的抑制作用及機制：MT可通過(guò)轉移健康線(xiàn)粒體發(fā)揮抗凋亡功能，例如減輕化療或順鉑誘導的靶細胞（如神經(jīng)干細胞）凋亡。其機制包括：MSCs攝取受損線(xiàn)粒體及DNA后激活細胞保護信號（如血紅素加氧酶-1），通過(guò)逆向信號通路促進(jìn)線(xiàn)粒體生物發(fā)生，增強受體細胞的能量代謝和抗凋亡能力，從而抑制程序性細胞死亡。

MT對細胞死亡的促進(jìn)作用及多樣形式：MT在特定條件下可誘導凋亡或壞死性細胞死亡，如聯(lián)合放療激活膠質(zhì)瘤細胞的線(xiàn)粒體凋亡通路，通過(guò)釋放細胞色素C和激活半胱天冬酶級聯(lián)反應促進(jìn)腫瘤細胞死亡；此外，MT引發(fā)的ROS累積和 ATP耗竭可觸發(fā)P53介導的凋亡或壞死性凋亡。研究還顯示 MT 參與調節鐵死亡和焦亡，表明其對細胞死亡的調控具有多通路依賴(lài)性和細胞環(huán)境特異性。

MT調控細胞死亡的影響因素與研究前景：MT對細胞死亡的作用受供體線(xiàn)粒體狀態(tài)、受體細胞類(lèi)型及生理病理環(huán)境的影響，導致機制和結果的多樣性。盡管目前對壞死性凋亡、鐵死亡等通路的研究有限且存在爭議，但利用MT干預組織損傷或腫瘤的治療潛力顯著(zhù)，未來(lái)需進(jìn)一步闡明其在不同細胞死亡模式中的具體分子機制，為精準醫療提供理論支持。

間充質(zhì)干細胞線(xiàn)粒體機制修復受體細胞的功能和能量供應

據觀(guān)察，MSC在增強受損β細胞的分泌功能方面特別有效。通過(guò)預培養和共移植策略?xún)?yōu)化MSC衍生的線(xiàn)粒體的轉移，可顯著(zhù)增強MSC的治療效果 。越來(lái)越多的證據表明，受體細胞可以通過(guò)MT從MSC中恢復能量和活力。MSC移植可通過(guò) MT緩解受疾病影響的受體細胞的代謝缺陷。

例如，無(wú)論是否接受來(lái)自MSC的MT，角膜上皮細胞都表現出不同的存活能力和線(xiàn)粒體耗氧率。雖然在與外源線(xiàn)粒體共培養的細胞中，線(xiàn)粒體的能量供應顯著(zhù)增加，但外源線(xiàn)粒體DNA的作用和數量隨著(zhù)時(shí)間的推移和細胞傳代而迅速消失。

此外，微管治療與受體細胞中caspase-3/9的降低有關(guān)。因此，在微管治療期間，受損的線(xiàn)粒體得以修復，細胞凋亡和炎癥得到緩解。

間充質(zhì)干細胞線(xiàn)粒體機制對供體細胞的保護作用

MT是供體細胞采用的一種保護機制，有助于控制線(xiàn)粒體質(zhì)量或傳遞危險信號。MSCs-MT不僅可以恢復受損細胞的活力，而且MT還是MSC存活的重要手段，因為它允許MSC消除部分去極化和功能失調的線(xiàn)粒體，從而管理MSC內的氧化應激。

除MSC外，HeLa 細胞在 ROS 刺激下會(huì )釋放碎片線(xiàn)粒體，并發(fā)生線(xiàn)粒體跨細胞降解，保護細胞免受線(xiàn)粒體衰竭造成的損害。線(xiàn)粒體可能代表中樞神經(jīng)系統中的細胞間信號轉導，其中神經(jīng)元釋放受損的線(xiàn)粒體并將其轉移到星形膠質(zhì)細胞進(jìn)行加工和回收利用。

此外，癌細胞可以將受損的線(xiàn)粒體輸出到腫瘤微環(huán)境內的正常細胞中，以適應不同的破壞，從而有利于腫瘤進(jìn)展。線(xiàn)粒體的跨細胞降解可能是線(xiàn)粒體自噬的一種更高級、更激進(jìn)的方式，因為它減輕了供體細胞降解線(xiàn)粒體的壓力，并幫助供體細胞維持線(xiàn)粒體穩態(tài)。

間充質(zhì)干細胞線(xiàn)粒體機制對疾病治療的作用

線(xiàn)粒體功能障礙相關(guān)疾病

當線(xiàn)粒體功能障礙時(shí)，細胞無(wú)法正常產(chǎn)生ATP，導致能量缺乏，威脅細胞存活，甚至導致細胞死亡和疾病。例如，如果神經(jīng)元軸突ATP產(chǎn)生不足，阻礙動(dòng)作電位的產(chǎn)生，則可能出現認知障礙、帕金森病等疾病。線(xiàn)粒體功能障礙與多種疾病相關(guān)。首先，細胞間線(xiàn)粒體的轉移/移植相當于向能量代謝受損的細胞補充ATP，以維持細胞存活和正常功能。

其次，MSCs與mtDNA缺陷細胞共培養，不僅涉及線(xiàn)粒體的轉移，還涉及線(xiàn)粒體蛋白質(zhì)編碼基因的表達恢復，這有助于恢復其細胞行為，包括功能性氧消耗和呼吸控制，以及電子傳遞鏈復合物I、II、III和IV的活性，這在線(xiàn)粒體功能障礙相關(guān)疾病中具有重要意義?？傊?，這可能是緩解此類(lèi)疾病的有效療法。

組織損傷相關(guān)疾病

MT在典型組織損傷疾病中的治療驗證：MT在急性肺損傷和脊髓損傷模型中展現明確療效：MSCs通過(guò)線(xiàn)粒體轉移促進(jìn)肺泡上皮細胞ATP生成與功能修復，改善急性肺損傷預后；在脊髓損傷中，MSCs及其線(xiàn)粒體移植均能減少神經(jīng)元凋亡，促進(jìn)運動(dòng)功能恢復，證實(shí)MT是MSCs發(fā)揮組織修復作用的核心機制之一。

MT對缺血 – 再灌注損傷的多器官保護作用：針對缺血 – 再灌注導致的能量代謝紊亂與氧化損傷，線(xiàn)粒體移植通過(guò)補充功能性線(xiàn)粒體，在腦、心臟、腎臟等器官中發(fā)揮保護效應：減少神經(jīng)細胞凋亡并逆轉神經(jīng)功能缺損（中風(fēng)模型），縮小心肌梗死面積（心肌缺血模型），抑制腎小管細胞死亡（腎損傷模型），其核心機制涉及改善能量供應、減輕氧化應激和調控細胞凋亡通路。

MSCs作為線(xiàn)粒體供體的優(yōu)勢與臨床潛力：相較于自體組織或血小板等其他供體，MSCs 因易獲取、可體外擴增及天然參與組織修復的特性，成為理想的線(xiàn)粒體移植來(lái)源。盡管不同供體細胞對線(xiàn)粒體功能的影響仍需探索，MSCs 在組織損傷治療中的獨特優(yōu)勢為其向臨床轉化提供了堅實(shí)基礎，尤其在缺血性疾病和器官損傷修復中具有廣闊應用前景。

腫瘤

研究表明，線(xiàn)粒體移植可以誘導氧化應激、氧化損傷、細胞凋亡和自噬，并在體內外模型中抑制腫瘤生長(cháng)。然而，也有研究表明，線(xiàn)粒體會(huì )促進(jìn)腫瘤細胞的能量代謝，促進(jìn)腫瘤生長(cháng)。Tan等通過(guò)大量實(shí)驗證實(shí)了這一現象，證明線(xiàn)粒體從宿主細胞到腫瘤細胞的轉移可以恢復腫瘤的呼吸功能，并增強其在腫瘤微環(huán)境中的腫瘤啟動(dòng)功效。這些發(fā)現凸顯了線(xiàn)粒體治療潛在的生物安全風(fēng)險。

間充質(zhì)干細胞線(xiàn)粒體機制治療潛力

MSCs-MT作為近年來(lái)發(fā)現的MSCs免疫調節和代謝調控機制，為理解炎癥性疾病的病因開(kāi)辟了新的途徑，并為控制炎癥和退行性疾病提供了新的治療策略。MSCs-MT療法具有改變有氧代謝、恢復受體細胞能量供應、促進(jìn)細胞修復和抑制細胞凋亡的潛力。

然而，MT的臨床應用尚處于起步階段，存在諸多盲點(diǎn)。MT具有促進(jìn)組織修復、抗凋亡的作用，但同時(shí)也會(huì )對細胞造成損害，例如，GJC的過(guò)度開(kāi)放可能影響細胞穩態(tài)，誘導細胞死亡，MT還可能導致腫瘤產(chǎn)生耐藥性。這表明，通過(guò)增強或抑制自發(fā)性MT來(lái)治療相關(guān)疾病可能不會(huì )像預期的那樣發(fā)展。這也提醒我們必須進(jìn)一步探索MT模式與生物學(xué)效應之間的關(guān)系。

線(xiàn)粒體在間充質(zhì)干細胞（MSC）生物學(xué)功能中的重要性尚不清楚。然而，不同MSC供體類(lèi)型和旁分泌信號對線(xiàn)粒體介導療法的影響尚未得到充分研究。此外，線(xiàn)粒體介導的分子機制細節仍不清楚，細胞遞送技術(shù)和劑量的選擇也需要進(jìn)一步研究。功能性線(xiàn)粒體介導的療法可能以單向或雙向的方式發(fā)生，然而，對于不同細胞間模型中這種方向性差異的原因知之甚少。這對線(xiàn)粒體療法的發(fā)展提出了挑戰。線(xiàn)粒體是一種半自主的細胞器，含有mtDNA。細胞間線(xiàn)粒體介導的療法涉及mtDNA的修飾，這存在潛在的倫理問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題涉及多個(gè)方面，需要進(jìn)一步研究和討論。

結論?

線(xiàn)粒體的跨細胞轉移是細胞間通訊的一種形式，在生物體中是正常的，在生理和病理狀態(tài)下均常見(jiàn)。MSCs-MT 在多種疾病中顯示出良好的治療效果，因為 MSCs 是首選的線(xiàn)粒體供體細胞，并且在組織工程中發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。如上所述，細胞外環(huán)境（例如氧化應激以及受損細胞和線(xiàn)粒體 DNA 釋放的 DAMP）會(huì )觸發(fā) MSCs 中的線(xiàn)粒體轉移。因此，操控細胞外環(huán)境是線(xiàn)粒體轉移應用的一種治療策略。盡管 MSCs-MT 的具體機制和功能尚未完全闡明，但目前選擇性促進(jìn)或阻斷線(xiàn)粒體通訊的研究在組織修復方面具有廣闊的前景。

參考資料：[1]:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1567724924001089

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