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研究人员为克服胶质母细胞瘤（GBM）治疗耐药性，开展线粒体移植研究，发现可增强放疗效果，有重要意义。
胶质母细胞瘤（Glioblastoma，GBM）是成年人中最具侵袭性的原发性脑恶性肿瘤，如同隐藏在大脑中的 “恶魔”，严重威胁着患者的生命健康。尽管在过去三十年里，相关治疗手段有所进步，但它的高复发率和对标准疗法的耐药性，使得患者的预后情况依旧不容乐观。目前，GBM 的标准治疗方案（SOC）通常包括最大限度的安全手术切除，随后进行放化疗，然而疾病进展几乎不可避免，其 2 年局部复发率估计高达 90%。而且，对于复发性 GBM 的标准治疗，目前尚无共识。因此，开发新的治疗方案，提高患者的生存率和生活质量迫在眉睫。
在这样的背景下，西弗吉尼亚大学的研究人员开展了一项关于线粒体移植能否增强电离辐射（IR）对 GBM 细胞放射生物学效应（RBE）的研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。首先是细胞培养技术，使用来自瑞典乌普萨拉大学人类胶质母细胞瘤细胞培养（HGCC）生物库的三种人类间充质亚型胶质母细胞瘤细胞系 U3035、U3020 和 U3046 进行实验。接着利用线粒体分离和定量技术，从细胞中分离出线粒体并对其进行定量分析。还有线粒体标记和移植技术，借助细胞穿透肽（CPPs）将标记后的线粒体移植到受体细胞中。另外，通过线粒体 DNA（mtDNA）测序技术来分析移植后线粒体的稳定性，运用电子顺磁共振（EPR）和荧光 ROS 检测等技术测量细胞受到辐射后产生的活性氧（ROS）水平 。
研究结果如下：
- 外源性线粒体移植可行：从供体 U3035 和 U3020 细胞中提取的线粒体，成功被导入受体 U3035 和 U3046 细胞的细胞质中。通过对线粒体标记强度的定量分析、Western blotting 检测细胞色素 C 等实验，证实了外源性线粒体在受体细胞中的成功整合，并且不同细胞系的线粒体密度存在差异，移植后线粒体密度显著增加。
- 线粒体移植促进 ROS 生成：当用 8 Gy 的低能 X 射线辐射细胞时，U3035Mt20 - 1X 和 U3035Mt20 - 3X 嵌合体的 EPR 信号强度显著高于 U3035 细胞，荧光泛 ROS 检测也证实了这一结果。这表明线粒体移植使得细胞在辐射后产生更多的 ROS，增强了辐射对细胞的损伤作用。
- 线粒体移植具有耐久性：对 14 天的 U3035Mt20 - 3X 嵌合体的 mtDNA 测序分析显示，移植的线粒体在受体细胞中保留了较高的转染和保留率，说明线粒体移植在实验时间范围内是可行且持久的。
- 在耐药细胞中移植也可行：研究人员对 U3035 细胞进行辐射处理，使其具有放射抗性，然后进行线粒体移植。结果发现，细胞穿透肽介导的线粒体移植在放射抗性细胞中同样可行，这为临床治疗中应对已经产生抗性的肿瘤细胞提供了新的思路。
研究结论和讨论部分指出，线粒体移植作为一种新兴的治疗策略，为克服 GBM 的治疗耐药性带来了希望。通过增加 GBM 细胞中的线粒体密度，能够增强辐射诱导的 ROS 生成，进而促进辐射诱导的细胞死亡。然而，该研究也存在一定的局限性，比如没有进行体内啮齿动物研究，无法确定线粒体在体内的实际作用效果；缺乏对 ROS 在细胞内具体定位的研究，不能准确了解 ROS 的产生和作用位点；对于 ROS 致死水平以及如何达到这一水平尚不明确，还需要进一步探索。尽管如此，这项研究依旧为 GBM 的治疗开辟了新的方向，未来研究可以在此基础上，深入探究线粒体移植在体内的疗效和作用机制，优化治疗方案，有望为 GBM 患者带来新的生机。
