近日，附屬第九人民醫(yī)院和上海精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究院張家毓教授和王長(zhǎng)謙教授團(tuán)隊(duì)合作在Molecular Therapy上發(fā)表了“Delivery of mitochondria confers cardioprotection through mitochondria replenishment and metabolic compliance”的研究論文，闡述線(xiàn)粒體移植的作用機(jī)制及對(duì)心衰細(xì)胞及動(dòng)物模型的治療作用，為線(xiàn)粒體移植這一治療手段提供更多的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
心力衰竭是各種心臟疾病的終末期表現(xiàn)，雖然目前心衰藥物進(jìn)入新四聯(lián)時(shí)代，但主要治療依然是針對(duì)神經(jīng)內(nèi)分泌的激活，心衰患者的預(yù)后仍然很差。心臟作為高耗能器官，線(xiàn)粒體占到心肌細(xì)胞體積的30%以上。線(xiàn)粒體不僅是細(xì)胞的能量工廠(chǎng)，還參與多種病理生理學(xué)過(guò)程。線(xiàn)粒體功能受損是促進(jìn)心衰發(fā)生發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。針對(duì)損傷線(xiàn)粒體、恢復(fù)心肌細(xì)胞自身的細(xì)胞功能是心衰治療的重要靶點(diǎn)。線(xiàn)粒體移植是將外源健康線(xiàn)粒體移植到受損組織細(xì)胞中，替代或修復(fù)受損傷的線(xiàn)粒體，進(jìn)而恢復(fù)線(xiàn)粒體及細(xì)胞組織功能的一種新興的治療策略。
在該項(xiàng)目研究中，團(tuán)隊(duì)為了明確不同代謝特點(diǎn)來(lái)源的線(xiàn)粒體提取后是否保持活性以及原來(lái)的代謝特性，我們檢測(cè)了四種不同類(lèi)型細(xì)胞，包括了糖酵解代謝為主的人結(jié)腸癌細(xì)胞（RKO細(xì)胞）、脂肪酸代謝為主的乳鼠原代心肌細(xì)胞，以及處于中間代謝狀態(tài)的成纖維細(xì)胞系及大鼠成肌細(xì)胞系。作者使用了阿霉素誘導(dǎo)的心衰細(xì)胞損傷模型以及擴(kuò)張型心肌病iPSC-CM心肌細(xì)胞模型。在阿霉素誘導(dǎo)損傷前將提取的不同來(lái)源的線(xiàn)粒體與乳鼠原代心肌細(xì)胞共培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，四種線(xiàn)粒體均可減輕阿霉素誘導(dǎo)的心肌細(xì)胞凋亡，并且可以改善心肌細(xì)胞的基礎(chǔ)耗氧率。但只有乳鼠原代心肌細(xì)胞來(lái)源的線(xiàn)粒體可以改善最大耗氧率以及心肌細(xì)胞收縮速度。
這一結(jié)果表明，線(xiàn)粒體移植可能通過(guò)增加線(xiàn)粒體數(shù)量以及恢復(fù)代謝來(lái)發(fā)揮心肌保護(hù)作用。在擴(kuò)張型心肌病iPSC心肌細(xì)胞模型中，將健康來(lái)源iPSC心肌細(xì)胞提取的線(xiàn)粒體與擴(kuò)張型心肌病iPSC心肌細(xì)胞共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)線(xiàn)粒體移植后線(xiàn)粒體膜電位顯著改善及收縮速度明顯增加，表明線(xiàn)粒體移植可以改善擴(kuò)張型心肌病iPSC心肌細(xì)胞的細(xì)胞及線(xiàn)粒體功能。
該研究由附屬第九人民醫(yī)院心血管內(nèi)科及上海精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)院張家毓教授和王長(zhǎng)謙教授團(tuán)隊(duì)合作完成。附屬第九人民醫(yī)院心血管內(nèi)科張阿蓮博士、劉洋洋博士后和潘建安博士共同第一作者。張家毓教授和王長(zhǎng)謙教授為共同通訊作者。該工作得到附屬第九人民醫(yī)院精才項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金資助、上海浦江人才計(jì)劃等項(xiàng)目資助。
