近日，药学院姜虎林教授团队在工学学科顶尖期刊ACS Nano和医学学科顶尖期刊Acta Pharmaceutica Sinica B、Advanced Drug Delivery Reviews相继发表利用工程化线粒体调控线粒体稳态的系列研究成果。
线粒体是真核细胞内关键的细胞器，其功能紊乱会导致一系列线粒体疾病，涉及身体各个组织和器官。根据导致线粒体功能障碍的诱因不同，可将线粒体疾病分为原发性线粒体疾病和继发性线粒体疾病。原发性线粒体疾病是指线粒体功能相关的核DNA或线粒体DNA突变引发疾病。继发性线粒体疾病即病因并非直接来源于线粒体，但表现出线粒体功能障碍的特征。
肺纤维化（Pulmonary fibrosis，PF）是一种进行性且致命的间质性肺部疾病，与肺泡上皮细胞线粒体稳态失衡密切相关，该疾病也是典型的继发性线粒体疾病。线粒体移植可通过递送外源性线粒体恢复线粒体功能。然而在PF病理状态下，由于线粒体自噬受损，功能障碍的线粒体无法得到有效清除，这影响了线粒体稳态调控的效果。该研究团队构建了一种线粒体自噬增强型纳米粒修饰的工程化线粒体，一方面通过提高线粒体递送效率增加细胞内健康线粒体的比例；另一方面通过促进功能失调线粒体自噬降解降低受损线粒体的比例，共同调节线粒体稳态。在博来霉素诱导的PF小鼠模型中，工程化线粒体有效修复线粒体功能，并缓解PF症状。相关工作以“Mitophagy-enhanced nanoparticle-engineered mitochondria restore homeostasis of mitochondrial pool for alleviating pulmonary fibrosis”为题发表在ACS Nano上。药学院副研究员王译、硕士毕业生胡力凡、博士生刘娜辉为共同第一作者，我校姜虎林教授和东南大学医学院中大医院李玲教授为本文共同通讯作者。
全文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c1032
示意图
Leber遗传性视神经病变（Leber’s hereditary optic neuropathy，LHON）是线粒体呼吸链复合物I功能紊乱引发的原发性线粒体疾病，目前尚无有效的治疗方法。该团队构建纳米工程化线粒体，有效恢复线粒体呼吸链复合物I的功能，从而实现LHON的治疗。相关工作以“Nanoengineered mitochondria enable ocular mitochondrial disease therapy via the replacement of dysfunctional mitochondria.”为题发表在Acta Pharmaceutica Sinica B上。药学院副研究员王译、博士生刘娜辉、硕士毕业生胡力凡为共同第一作者，姜虎林教授和邢磊副教授为本文共同通讯作者。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.apsb.2024.08.007
基于前期基础，该团队系统总结了受线粒体内源性物质运输途径启发的线粒体靶向基因递送系统，其中包括受线粒体类固醇激素导入途径启发的纳米材料、受蛋白质转运途径启发的纳米材料以及其他线粒体靶向基因递送纳米材料，并详细介绍了线粒体靶向递送系统的设计理念及其所面临的挑战。相关工作以“Mitochondrial endogenous substance transport-inspired nanomaterials for mitochondria-targeted gene delivery”为题发表在Advanced Drug Delivery Reviews上，药学院副研究员王译、硕士生杨景松、博士生赵敏为共同第一作者，姜虎林教授为本文唯一通讯作者。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.addr.2024.115355
线粒体靶向基因药物递送系统示意图
该团队将进一步聚焦线粒体疾病的治疗，积极推动基础研究向科技成果的落地转化。以上工作获得科技部重点研发计划项目、国家自然科学基金重点国际（地区）合作研究项目、国家自然科学基金青年基金项目以及中国药科大学天然药物活性组分与药效国家重点实验室研究课题的资助。
（供稿单位：药学院，撰写人：刘华）
