线粒体是存在于大多数动物、植物和真菌细胞中的细胞器,源自古代细菌内共生体。它们仍然保留着独特的基因,这些基因在生成ATP(细胞的主要能源货币)等重要功能中发挥着关键作用。线粒体还参与多种基本功能,包括细胞信号传递、病毒和细菌的检测、细胞分裂、凋亡(程序性细胞死亡)以及先天和适应性免疫反应。因此,线粒体功能问题可能导致衰老及与年龄相关的疾病。
线粒体是存在于动物、植物和真菌细胞中的细胞器。它们源自古代细菌内共生体,保留了特定的基因,使它们能够产生ATP,作为化学能量。此外,它们在细胞信号传递、病原体感知、细胞分裂、细胞死亡和免疫反应管理等各种过程中发挥着至关重要的作用。因此,线粒体的任何功能障碍都可能导致衰老迹象和与年龄相关的疾病。
一个显著的研究领域集中于线粒体在细胞间的进化转移。然而,研究人员面临着由于缺乏明晰和标准化的术语及实践来表达这些转移而带来的挑战。没有一个共同的词汇,不同的科学家可能会以不同的方式描述同一现象,或使用相同的术语来指代不同的过程。
阿拉巴马大学伯明翰分校遗传学系的教授凯沙夫·K·辛格(Keshav K. Singh, Ph.D.)表示:“近年来,我们了解到线粒体可以从一个细胞移动到另一个细胞,并且孤立的线粒体可以像器官移植一样进行移植。虽然线粒体转移的起源仍不清楚,但已在酵母、软体动物、鱼类和啮齿动物以及人类细胞等多种真核生物中被识别。我们才刚刚开始理解这种转移过程的变化如何与疾病的发展相关联,以及我们如何利用线粒体转移和移植建立创新治疗。”
在2024年,辛格和华盛顿大学医学院的乔纳森·布雷斯托夫(Jonathan Brestoff, M.D., Ph.D.)建立了一个国际线粒体转移和移植联盟。他们带领一个由31名全球研究人员组成的团队,制定共享建议,旨在通过建立统一的术语和线粒体转移及移植的描述来提升该领域。他们的共识论文题为《线粒体转移和移植的命名及表征建议》,发布在《自然代谢》杂志上。
该出版物首先概述了该领域的历史,追溯早期发现到线粒体转移的最新进展及治疗策略的演变,包括为需要体外膜氧合的儿童进行的细胞工程和临床试验。
它概述了线粒体转移和移植的不同类型,指出当供体和接受细胞类型在体内建立时,这构成了一个线粒体转移轴。该研究考察了通过报告蛋白和染料定义线粒体转移的方法、促进转移的技术及细胞进入后线粒体的命运。术语根据机制分类为接触依赖型线粒体转移,即供体和受体细胞物理连接的方式,以及接触独立型线粒体转移。
这些建议还探讨了线粒体移植的治疗方法,包括对移植的定义、变异、持久性、参与程度和移植内部的多样性;用细胞工程处理细胞外线粒体;以及影响线粒体转移的药物。值得注意的是,细胞外线粒体在人类中普遍存在;例如,一个单位的血小板中可以包含约30亿到120亿个细胞外线粒体,这些线粒体在临床环境中常规且安全地进行输注。
最后,论文指出:“本拟议的命名旨在消除因与类似过程或细胞外线粒体子集相关的多种术语引起的混淆,随着该领域的发展,我们承认线粒体转移和移植是充满活力的研究领域,并期待新的发现可能促使对建议术语的更新。”
辛格多年来一直对线粒体研究充满热情。他曾是期刊《线粒体》的创始主编,并建立了线粒体研究与医学学会。在2007年和2009年,他的实验室证明孤立的小鼠线粒体可以通过共培养转移到人类细胞中,确立了线粒体扩散的概念证明,并展示了来自一位年轻非裔美国人女性(患有侵袭性乳腺癌)的异种移植血小板线粒体能够模仿小鼠乳腺癌的侵袭性。辛格表示,当时这些发现并未受到应有的认可。