研究人员用金属有机框架材料包裹线粒体以保留能量生产

摘要

科学家在不影响线粒体能量生产的情况下，用金属有机框架（MOF）对其进行了包裹。
该研究由米兰理工大学和FINCB共同开展，并发表在《美国化学会志》（JACS）上。
该涂层有望促进线粒体移植，尽管这一应用尚未经证实。
该研究由博士生Marco D'Amato领导，并由Cal.Hub.Ria项目资助。

来自IRCCS Fondazione Istituto Neurologico Carlo Besta（FINCB）和米兰理工大学的研究人员开发了一种新的线粒体涂层，使这些细胞结构能够保留其产生能量的能力。这项发表在《美国化学会志》（JACS）上的研究描述了使用金属有机框架（MOF）包裹线粒体表面，而不破坏其基本功能。

保留细胞能量生产

线粒体负责产生细胞进行基本活动所需的能量。当这些结构出现故障时，可能导致各种疾病，尤其是影响大脑和肌肉等高能量需求器官的疾病。目前针对这些病症的有效治疗手段仍然有限。

研究团队通过他们于2023年联合建立的BraiNs实验室，将微量的MOF材料直接应用于线粒体表面。根据研究结果，测试表明包裹后的线粒体继续产生能量，表明这种修饰并未损害这一关键功能。MOF的重要性在2025年诺贝尔化学奖中得到了凸显，该奖项授予了Susumu Kitagawa、Richard Robson和Omar Yaghi，以表彰他们在该领域的贡献。

线粒体移植的潜力

定制MOF涂层的能力为线粒体移植提供了潜在的应用前景。线粒体移植是一种实验性技术，旨在将健康的线粒体引入线粒体功能异常的细胞中。米兰理工大学的Pierangelo Metrangolo教授表示：“现在修改涂层的可能性开启了新的研究前景：未来，可以根据目标开发具有不同特性的MOF，创建能够执行特定功能的涂层。”

FINCB的Valeria Tiranti博士强调了递送机制的潜力：“专门设计的涂层未来可以促进这种转移以及线粒体与细胞之间的相互作用。”然而，来源指出这一应用尚未经证实，需要进一步研究来确定包裹后的线粒体在移植过程中是否比未包裹的线粒体表现更好。

研究细节与资助

该研究由博士生Marco D'Amato领导，并通过“CALabria HUB per Ricerca Innovativa ed Avanzata (Cal.Hub.Ria)”项目获得资助，该项目在意大利卫生部健康运营计划（Piano Operativo Salute, POS）的支持下开展。此次合作结合了Valeria Tiranti博士在线粒体生物学方面的专业知识，以及Pierangelo Metrangolo教授在化学和材料工程方面的专业知识。

为何重要

这一进展解决了治疗线粒体疾病的一个重大挑战，这类疾病通常罕见且难以管理。通过证明先进材料可以应用于脆弱的细胞结构而不阻碍其功能，该研究为工程化疗法开辟了一条路径。虽然临床应用尚远，但能够针对特定生物相互作用定制涂层，代表了细胞医学的一种新方法。

来源（英文）

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