大多数动物、植物和真菌细胞中含有称为线粒体的细胞器。这些源自原始细菌共生体的后代仍然保留着独特的基因,并以其生成ATP作为化学能量的能力而闻名。它们还具有其他重要功能,包括细胞信号传导、病毒和细菌感应、细胞分裂、细胞死亡,以及先天和适应性免疫反应。因此,线粒体功能受损可能导致衰老和与年龄相关的疾病。
一个新兴的研究领域是线粒体在细胞之间进化保守的转移。然而,研究人员缺乏独特且普遍接受的术语和实践来描述此类转移。如果没有一致的术语和标准做法,不同的研究人员可能会使用不同的方法和术语来描述同一事件,或使用相同的术语来描述两个不同的过程。
在过去几年中,我们了解到线粒体可以从一个细胞转移到另一个细胞,而且孤立的线粒体可以像器官移植一样进行移植。尽管线粒体转移的起源尚不清楚,但在进化多样的真核生物中已经观察到这一现象,包括酵母、软体动物、鱼类和啮齿动物,以及人类细胞。我们刚刚开始了解这种过程的变化如何导致疾病的发生,并如何利用线粒体转移和移植生物学开发新的治疗方法。”——Keshav K. Singh博士,阿拉巴马大学伯明翰分校遗传学系教授。
2024年,Singh和华盛顿大学医学院(密苏里州圣路易斯)的Jonathan Brestoff博士共同成立了关于线粒体转移和移植的国际联盟,并领导了一个由31名研究人员组成的国际团队,制定共识和建议,通过提供线粒体转移或移植的通用术语和特征来推进该领域的发展。他们的共识论文《线粒体转移和移植术语和特征的建议》发表在《自然代谢》杂志上。
论文首先简要回顾了该领域的历史,包括一些基础的早期发现、最近对线粒体转移的研究以及治疗性方法的发展,如细胞工程和需要体外膜氧合的儿童临床试验。
论文定义了线粒体转移和线粒体移植的类型,当供体和受体细胞类型在体内均已确定时,则定义为线粒体转移轴。论文回顾了定义线粒体转移的方法,包括线粒体报告蛋白和染料、强制转移的方法,以及讨论线粒体进入细胞后的命运。基于机制的术语大致分为接触依赖性线粒体转移(供体细胞和受体细胞相互接触)和非接触依赖性线粒体转移。
推荐内容还审查了线粒体移植的治疗性方法,包括移植的定义;移植的类型、持久性、植入程度和异质性;使用细胞外线粒体的细胞工程;以及影响线粒体转移的药物。细胞外线粒体在人类中很常见,例如,一单位血小板中有大约30亿到120亿个细胞外线粒体,血小板是一种常规且安全地静脉输注给患者的血液制品。
论文总结道:“本提案的目标是减少因引入不同名称来描述相似的过程或细胞外线粒体亚群而导致的混淆。我们认识到线粒体转移和移植是非常活跃的研究领域,新发现和见解可能需要更新所提出的术语。”
Singh长期关注线粒体研究。他是《线粒体》期刊的创始主编,并且是线粒体研究和医学学会的创始人。2007年和2009年,他的实验室证明,分离的小鼠线粒体可以通过共培养转移到人类细胞中,提供了线粒体通过扩散转移的原则证明,并且来自一位患有侵袭性乳腺癌的非裔美国女性的血小板线粒体移植到小鼠中可以重现乳腺癌的侵袭性。当时,这些发现并未得到该领域的重视,Singh说。
除了通讯作者Singh和Brestoff,还有29位其他研究人员是《自然代谢》论文的共同作者。
在阿拉巴马大学伯明翰分校,遗传学是Marnix E. Heersink医学院的一个部门。
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