巨噬细胞介导的线粒体移植促进外周缺血血管再生的机制研究

外周动脉疾病(PAD)导致的肢体缺血缺乏有效疗法。复旦大学附属中山医院团队创新性开展线粒体移植治疗研究，发现移植小鼠肌肉和人类动脉血来源的线粒体可显著促进小鼠后肢缺血(HLI)模型的血管新生和血流恢复。研究揭示巨噬细胞通过内化外源线粒体促进M2型极化，上调促血管因子表达，进而激活内皮细胞和平滑肌细胞增殖。该研究为PAD治疗提供了全新策略，发表于《Bioactive Materials》。

　　

外周动脉疾病(PAD)影响着全球超2亿患者，严重时可导致肢体坏疽甚至截肢。尽管血管重建手术和药物治疗有所进展，但约15-20%患者一年内仍需截肢，且合并症风险增加4倍。传统促血管生长因子疗法效果有限，亟需探索新机制。血管再生关键环节——巨噬细胞的代谢重编程成为突破口，但线粒体如何调控这一过程尚不明确。

复旦大学附属中山医院心血管团队在《Bioactive Materials》发表重要研究，首次揭示线粒体移植通过巨噬细胞代谢重编程促进外周缺血血管再生的全新机制。研究人员建立小鼠后肢缺血(HLI)模型，采用激光多普勒灌注成像评估血流，通过Western blot、免疫荧光和流式细胞术分析细胞表型，结合体外共培养实验验证细胞互作机制。

线粒体移植优化与疗效验证
研究发现1×10⁴浓度的小鼠肌肉源线粒体移植效果最佳，术后7天血流恢复提升60%，坏死趾发生率显著降低。Western blot显示血管内皮生长因子(VEGF)和α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)表达上调，CD31免疫染色证实毛细血管密度增加。更关键的是，人类动脉血源线粒体展现出同等疗效，为临床转化奠定基础。

巨噬细胞线粒体转运机制
Mitotracker标记实验显示移植后3天，7%的CD45⁺免疫细胞（主要是F4/80⁺巨噬细胞）内化外源线粒体，而CD31⁺内皮细胞仅0.8%。体外共培养实验证实巨噬细胞对线粒体的优先摄取特性，这种转运在7天后消失，提示巨噬细胞功能调控窗口期。

代谢重编程诱导M2极化
线粒体移植显著增加CD206⁺ M2型巨噬细胞浸润。体外实验显示，骨髓源巨噬细胞(BMDMs)摄取线粒体后OXPHOS复合物表达增强，ATP产量2小时达峰，细胞形态变为长梭形（M2型特征）。RNA测序发现促血管因子Angpt1、Ccl2等显著上调，ELISA证实VEGF分泌增加。

促血管功能验证
Transwell共培养系统证明，线粒体预处理的BMDMs可促进内皮细胞(HUVECs)迁移距离增加3倍，EdU检测显示其增殖率提升2.5倍。平滑肌细胞(SMCs)同样呈现迁移和增殖能力增强，证实巨噬细胞通过旁分泌作用协调血管再生。

该研究首次阐明线粒体移植通过"巨噬细胞代谢重编程-促血管因子分泌-血管细胞活化"级联反应促进外周缺血修复。创新性发现低剂量线粒体(1×10⁴)疗效最优，突破"剂量依赖"传统认知，为临床方案设计提供关键参数。人类动脉血源线粒体的等效性验证，使得利用患者自体血制备线粒体成为可能。研究团队指出，未来需探索静脉血源线粒体的适用性，并优化巨噬细胞预处理的治疗策略。这项成果为PAD治疗开辟了代谢干预新途径，入选《Bioactive Materials》杂志重点论文。