纳米花朵赋能线粒体转移，助力细胞能量修复

在再生医学领域，德克萨斯 A&M 大学生物医学工程系的科研人员取得了一项突破性进展。他们开发出一种利用纳米材料显著增强细胞间线粒体自然转移的创新方法。这项研究成果已发表于权威期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS）。该方法的核心在于使用由二硫化钼（MoS₂）构成的微观花状颗粒，旨在将干细胞转化为高效的“线粒体生物制造厂”。该项目由 Akhlesh K. Gupta 教授领导，博士研究生 John Sukar 担任该研究的第一作者。

这项新技术的关键在于采用了带有原子级缺陷的 MoS₂ 纳米花。一旦这些纳米花被细胞吸收，它们便能激活线粒体生物合成的通路，具体是通过刺激供体细胞中的 SIRT1/PGC‑1α 信号轴。这一连锁反应直接导致供体细胞内线粒体的产生量翻倍，并显著增加了线粒体 DNA 的含量。正如 Gupta 教授所指出的，这种策略的精妙之处在于，它能够在无需进行基因改造或使用药物干预的情况下，“训练”健康的细胞分享其能量储备。对于未来潜在的临床应用而言，这无疑是一个巨大的优势。

研究中呈现的量化数据显示，在纳米花存在的情况下，线粒体的转移效率比细胞间的自然交换高出数倍。这种强化的转移过程，极大地改善了受体细胞在生理条件下的呼吸能力和三磷酸腺苷（ATP）的生成效率。在模拟细胞损伤的实验模型中，增强的线粒体转移有效促进了 ATP 生产的恢复，并显著提高了细胞的存活率，展现出强大的修复潜力。

这项成果对于治疗与线粒体功能衰退相关的多种疾病具有至关重要的意义，这些疾病包括衰老过程、心肌病以及阿尔茨海默病等神经退行性疾病。目前，该研究尚处于体外（in vitro）的临床前验证阶段，研究人员仍需进一步确定实际的治疗方案和可能的治疗频率。二硫化钼作为一种二维无机化合物，因其调节活性氧（ROS）和提供生物相容性的能力，在生物医学领域正受到广泛关注，这进一步佐证了该纳米材料在细胞过程中扮演了积极的调控角色，而非仅仅作为被动的载体。

Gupta 教授的团队此前已在 2024 年 9 月发表于《自然通讯》（Nature Communications）的论文中，展示了利用纳米花中的原子空位来刺激线粒体功能的方法。当前这项研究获得了包括美国国立卫生研究院（NIH）和美国国防部在内的多个机构的资助，这表明了学界和军方对这种细胞器疗法方向的广泛重视和投入。