近日，附属第九人民医院和上海精准医学研究院张家毓教授和王长谦教授团队合作在《分子治疗》（Molecular Therapy，IF 12.910）上发表了《线粒体移植通过数量补充及代谢匹配对心肌产生保护作用》（Delivery of mitochondria confers cardioprotection through mitochondria replenishment and metabolic compliance）的研究论文，阐述线粒体移植的作用机制及对心衰细胞及动物模型的治疗作用，为线粒体移植这一治疗手段提供更多的实验基础。
心力衰竭是各种心脏疾病的终末期表现，虽然目前心衰药物进入新四联时代，但主要治疗依然是针对神经内分泌的激活，心衰患者的预后仍然很差。心脏作为高耗能器官，线粒体占到心肌细胞体积的30%以上。线粒体不仅是细胞的能量工厂，还参与多种病理生理学过程。线粒体功能受损是促进心衰发生发展的重要环节。针对损伤线粒体、恢复心肌细胞自身的细胞功能是心衰治疗的重要靶点。线粒体移植是将外源健康线粒体移植到受损组织细胞中，替代或修复受损伤的线粒体，进而恢复线粒体及细胞组织功能的一种新兴的治疗策略。
在该项目研究中，团队为了明确不同代谢特点来源的线粒体提取后是否保持活性以及原来的代谢特性，我们检测了四种不同类型细胞，包括了糖酵解代谢为主的人结肠癌细胞（RKO细胞）、脂肪酸代谢为主的乳鼠原代心肌细胞，以及处于中间代谢状态的成纤维细胞系及大鼠成肌细胞系。作者使用了阿霉素诱导的心衰细胞损伤模型以及扩张型心肌病iPSC-CM心肌细胞模型。在阿霉素诱导损伤前将提取的不同来源的线粒体与乳鼠原代心肌细胞共培养，结果发现，四种线粒体均可减轻阿霉素诱导的心肌细胞凋亡，并且可以改善心肌细胞的基础耗氧率。但只有乳鼠原代心肌细胞来源的线粒体可以改善最大耗氧率以及心肌细胞收缩速度。
这一结果表明，线粒体移植可能通过增加线粒体数量以及恢复代谢来发挥心肌保护作用。在扩张型心肌病iPSC心肌细胞模型中，将健康来源iPSC心肌细胞提取的线粒体与扩张型心肌病iPSC心肌细胞共培养，发现线粒体移植后线粒体膜电位显著改善及收缩速度明显增加，表明线粒体移植可以改善扩张型心肌病iPSC心肌细胞的细胞及线粒体功能。
该研究由附属第九人民医院心血管内科及上海精准医学院张家毓教授和王长谦教授团队合作完成。第九人民医院心血管内科张阿莲博士、刘洋洋博士后和潘建安博士共同第一作者。张家毓教授和王长谦教授为共同通讯作者。该工作得到上海第九人民医院精才项目、国家自然科学基金资助、上海浦江人才计划等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2023.02.016
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