近日，藥學(xué)院姜虎林教授團(tuán)隊(duì)在工學(xué)學(xué)科頂尖期刊ACS Nano（IF: 15.8）和醫(yī)學(xué)學(xué)科頂尖期刊Acta Pharmaceutica Sinica B（IF: 14.7）、Advanced Drug Delivery Reviews（IF: 15.2）相繼發(fā)表利用工程化線粒體調(diào)控線粒體穩(wěn)態(tài)的系列研究成果。
線粒體是真核細(xì)胞內(nèi)關(guān)鍵的細(xì)胞器，其功能紊亂會(huì)導(dǎo)致一系列線粒體疾病，涉及身體各個(gè)組織和器官。根據(jù)導(dǎo)致線粒體功能障礙的誘因不同，可將線粒體疾病分為原發(fā)性線粒體疾病和繼發(fā)性線粒體疾病。原發(fā)性線粒體疾病是指線粒體功能相關(guān)的核DNA或線粒體DNA突變引發(fā)疾病。繼發(fā)性線粒體疾病即病因并非直接來(lái)源于線粒體，但表現(xiàn)出線粒體功能障礙的特征。
肺纖維化（Pulmonary fibrosis，PF）是一種進(jìn)行性且致命的間質(zhì)性肺部疾病，與肺泡上皮細(xì)胞線粒體穩(wěn)態(tài)失衡密切相關(guān)，該疾病也是典型的繼發(fā)性線粒體疾病。線粒體移植可通過(guò)遞送外源性線粒體恢復(fù)線粒體功能。然而在PF病理狀態(tài)下，由于線粒體自噬受損，功能障礙的線粒體無(wú)法得到有效清除，這影響了線粒體穩(wěn)態(tài)調(diào)控的效果。該研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一種線粒體自噬增強(qiáng)型納米粒修飾的工程化線粒體，一方面通過(guò)提高線粒體遞送效率增加細(xì)胞內(nèi)健康線粒體的比例；另一方面通過(guò)促進(jìn)功能失調(diào)線粒體自噬降解降低受損線粒體的比例，共同調(diào)節(jié)線粒體穩(wěn)態(tài)。在博來(lái)霉素誘導(dǎo)的PF小鼠模型中，工程化線粒體有效修復(fù)線粒體功能，并緩解PF癥狀。相關(guān)工作以“Mitophagy-enhanced nanoparticle-engineered mitochondria restore homeostasis of mitochondrial pool for alleviating pulmonary fibrosis”為題發(fā)表在ACS Nano上。藥學(xué)院副研究員王譯、碩士畢業(yè)生胡力凡、博士生劉娜輝為共同第一作者，我校姜虎林教授和東南大學(xué)醫(yī)學(xué)院中大醫(yī)院李玲教授為本文共同通訊作者。
全文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c1032
示意圖
Leber遺傳性視神經(jīng)病變（Leber’s hereditary optic neuropathy，LHON）是線粒體呼吸鏈復(fù)合物I功能紊亂引發(fā)的原發(fā)性線粒體疾病，目前尚無(wú)有效的治療方法。該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建納米工程化線粒體，有效恢復(fù)線粒體呼吸鏈復(fù)合物I的功能，從而實(shí)現(xiàn)LHON的治療。相關(guān)工作以“Nanoengineered mitochondria enable ocular mitochondrial disease therapy via the replacement of dysfunctional mitochondria.”為題發(fā)表在Acta Pharmaceutica Sinica B上。藥學(xué)院副研究員王譯、博士生劉娜輝、碩士畢業(yè)生胡力凡為共同第一作者，姜虎林教授和邢磊副教授為本文共同通訊作者。
全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.apsb.2024.08.007
基于前期基礎(chǔ)，該團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)總結(jié)了受線粒體內(nèi)源性物質(zhì)運(yùn)輸途徑啟發(fā)的線粒體靶向基因遞送系統(tǒng)，其中包括受線粒體類(lèi)固醇激素導(dǎo)入途徑啟發(fā)的納米材料、受蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)途徑啟發(fā)的納米材料以及其他線粒體靶向基因遞送納米材料，并詳細(xì)介紹了線粒體靶向遞送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念及其所面臨的挑戰(zhàn)。相關(guān)工作以“Mitochondrial endogenous substance transport-inspired nanomaterials for mitochondria-targeted gene delivery”為題發(fā)表在Advanced Drug Delivery Reviews上，藥學(xué)院副研究員王譯、碩士生楊景松、博士生趙敏為共同第一作者，姜虎林教授為本文唯一通訊作者。
全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.addr.2024.115355
線粒體靶向基因藥物遞送系統(tǒng)示意圖
該團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步聚焦線粒體疾病的治療，積極推動(dòng)基礎(chǔ)研究向科技成果的落地轉(zhuǎn)化。以上工作獲得科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)國(guó)際（地區(qū)）合作研究項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目以及中國(guó)藥科大學(xué)天然藥物活性組分與藥效國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究課題的資助。
（供稿單位：藥學(xué)院，撰寫(xiě)人：劉華，審稿人：劉帆）