干细胞超级电池2.0！浙江大学浙大药学院团队最新研究成果

肺纤维化（Pulmonary fibrosis）是一种能导致肺功能进行性丧失的严重间质性肺疾病，也是间质性肺疾病在临床上最常见的形式。当前，肺纤维化已经成为世界范围内主要的难治性疾病之一。近年来的研究指出，肺部细胞的线粒体功能受损与肺纤维化发生和发展密切相关。因此，恢复受损肺上皮细胞的线粒体功能以维持胞内能量代谢稳态，抑制过度生成的ROS，进而干预纤维化的发展被提出并有望成为一种新的肺纤维化干预治疗策略。

　　

浙江大学药学院高建青教授/张添源研究员团队利用氧化铁纳米粒改良的间充质干细胞（Mesenchymal stem cell, MSC）构建了第一代“干细胞超级电池”（V1.0），通过氧化铁纳米粒促进MSC的细胞间隙连接蛋白高表达，实现了向受损肺细胞的高效线粒体补充治疗（Science Advances. 2021,7(40):eabj0534. Featured Article）。然而，MSC在未分化状态下的低能量需求虽然有利于其向其他细胞的线粒体输出，但也同时限制了其可以输出的线粒体数量，导致这种线粒体转移在短时间内就会因为MSC胞内的线粒体耗竭而终止，无法实现对损伤细胞持续高效的线粒体递送。由此，对已经进展的肺纤维化疗效有限。为了攻克这一难题，研究团队进一步开发了第二代“干细胞超级电池”（V2.0），通过对MSC的进一步工程化改造，同时提高了MSC的线粒体“容量”和线粒体的“输出效率”，实现了靶向受损肺细胞高效和持续的线粒体“再充电”。研究结果显示这一治疗策略在已经进展的小鼠纤维化模型上具有良好的疗效。考虑到小鼠肺组织与人肺组织的差异性和小鼠纤维化模型的自限性问题，研究团队进一步通过临床合作构建了人肺细胞纤维化模型，再次证实通过向受损人肺上皮细胞高效和持续的线粒体“充电”可以有效缓减人肺上皮细胞向纤维化的进展。

相关工作以“Efficient intervention for pulmonary fibrosis via mitochondrial transfer promoted by mitochondrial biogenesis”为题于2023年9月18日发表在Nature Communications。博士研究生黄婷为本文的第一作者，高建青教授和张添源特聘研究员为本文的通讯作者。

该论文在近期被Nature Communications推荐为编辑精选论文（Editors’ Highlights）。Nature Communications Editors’ Highlights为Nature Communications编辑部精选的近期发表的50篇最优论文(https://www.nature.com/ncomms/editorshighlights)。

本论文得到国家自然科学基金区域创新联合基金重点项目，浙江省自然科学基金重大项目和浙江大学“启真计划”交叉研究重点项目的支持。研究工作还得到浙江大学医学院附属第二医院胸外科和药学部以及浙江大学长三角智慧绿洲创新中心范骁辉教授团队的帮助。

高建青教授团队一直致力于基于干细胞及其衍生物的生物载体靶向递送系统的构建及用于重大疾病的治疗研究，近年来在Nature Communications, Science Advances, Advanced Materials, Advanced Functional Materials, ACS Nano, Journal of Controlled Release, Stem Cells Translational Medicine等期刊持续发表了系列研究成果，显示了干细胞及干细胞来源的外泌体在脊髓损伤、脑卒中、纤维化和肿瘤等疾病治疗中的良好应用前景，部分成果已推进至临床治疗研究。