德克萨斯农工大学的生物医学研究人员可能已发现一种阻止甚至逆转细胞能量生产衰退的方法——这一发现可能对医学领域产生革命性影响。
生物医学工程系的阿基莱什· K·加哈尔瓦博士（Dr. Akhilesh K. Gaharwar）和博士生约翰·苏卡尔（John Soukar）带领研究团队开发出一种新方法，可为受损细胞补充线粒体，使其能量输出恢复至原有水准并显著提升细胞健康度。
线粒体功能衰退与衰老、心脏病及神经退行性疾病密切相关。 增强人体自然替
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换老化线粒体的能力，有望同时对抗这些疾病。
当人体细胞因阿尔茨海默症等退行性疾病或化疗药物等有害物质损伤而衰老时，其能量生产能力会逐渐下降。 罪魁祸首是线粒体数量减少——这种细胞内类似器官的微小结构负责生产细胞所需大部分能量。 从脑细胞到肌细胞，随着线粒体数量下降，细胞健康情况同步恶化，直至无法执行正常功能。
发表在《美国国家科学院院刊》的这项研究，采用了微观花状颗粒（称为纳米花）与干细胞的组合方案。 在纳米花存在下，干细胞产生的线粒体数量达到正常水准的两倍。 当这些增强型干细胞被置于受损或衰老细胞附近时，会将过剩线粒体转移至邻近的病变细胞。
获得新线粒体后，先前受损的细胞重新恢复能量生产与功能。 经修复的细胞不仅能量水平复原，还能抵抗细胞死亡，即使暴露于化疗药物等损伤因数下依然保持活性。
“我们已训练健康细胞将其备用’电池’分享给较弱的细胞，”生物医学工程教授加哈尔瓦解释道，“通过增加供体细胞内的线粒体数量，我们能在不进行基因改造或使用药物的情况下，说明衰老或受损细胞重获活力。 “
虽然细胞天然存在少量线粒体交换现象，但经纳米花增强的干细胞（被昵称为“线粒体生物工厂”）转移的线粒体数量是未经处理细胞的两至四倍。
“效率提升数倍远超我们预期，”论文第一作者苏卡尔表示，“这就像为旧电子产品更换新电池包。 我们不是将其丢弃，而是将健康细胞充满电的电池插入病变细胞中。 “
现有其他提升细胞线粒体数量的方法存在显著缺陷。 药物因由小分子构成而易被细胞快速清除，需频繁重复给药。 而较大尺寸的纳米粒子（直径约100纳米）能在细胞内持续存留，更有效地促进线粒体生成。 这意味着基于该技术的疗法理论上可能仅需每月给药一次。
“这是利用生物自身机制为衰老组织充电的早期但令人振奋的一步，”加哈尔瓦指出，“若能安全增强这种天然的能量共用系统，未来或可减缓甚至逆转部分细胞衰老效应。 “
这些纳米粒子由二硫化钼制成——一种能在微观尺度呈现多种二维形态的无机化合物。 加哈尔瓦实验室是少数探索二硫化钼生物医学应用的研究团队之一。
干细胞在组织再生领域的治疗潜力一直是尖端
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研究热点。 利用纳米花增强干细胞功能，可能是提升其治疗效能的下一步关键突破。
该方法的最大优势在于其潜在普适性。 尽管应用尚未完全开发，但原则上可治疗全身各组织的功能衰退。
“可将这些细胞植入患者任何部位，”苏卡尔解释道，“例如治疗心肌病时，可直接将干细胞注入心脏或周边组织; 治疗肌肉萎缩症时，则可精准注射至肌肉。 这种方法在广泛疾病治疗方面前景广阔，目前仅是开端。 我们可持续深入研究，每日发现新应用与疾病疗法。 “
参考文献： Soukar J， Singh KA， Aviles A， 等. 纳米材料诱导的线粒体生物发生增强细胞间线粒体转移效率. Proc Natl Acad Sci USA . 2025; 122(43):e2505237122. doi: 10.1073/pnas.25052371
