综述:线粒体包裹型细胞外囊泡的机制与功能

【字体: 时间:2025年07月05日 来源:Science China Life Sciences 8

编辑推荐:

  (编辑推荐)这篇综述系统探讨了细胞外囊泡(EVs)包裹线粒体的前沿发现,重点解析了线粒体囊泡(mitophers)、迁移体(migrasomes)和exophers等新型EVs亚群的生物学特性,揭示其在线粒体质量控制、疾病诊断和治疗中的潜在价值,为细胞器间通讯研究开辟了新视角。

  

Abstract

细胞外囊泡(EVs)作为膜包被的亚细胞结构,在细胞间通讯和内容物释放中发挥关键作用。传统认知中EVs主要携带DNA、RNA、蛋白质等生物分子,但最新研究发现其可包裹完整细胞器——线粒体成为最受关注的"货物"。这类特殊EVs包括线粒体囊泡(mitophers)、迁移体(migrasomes)和外泌体(exophers)等,其生成机制涉及线粒体自噬逃逸、细胞迁移等过程。

线粒体囊泡的生物学特征

直径0.5-10μm的mitophers通过"线粒体出芽"方式形成,保留双层膜结构和嵴特征,但耗氧量降低50%。迁移体则在细胞迁移时由收缩纤维末端产生,富含线粒体DNA(mtDNA)和TFAM蛋白。透射电镜显示这些EVs内线粒体基质密度异常,可能与选择性清除受损线粒体有关。

生理病理双重作用

生理状态下,心肌细胞通过释放含线粒体EVs实现能量共享,单个心肌细胞每小时可释放约300个线粒体囊泡。病理过程中,肿瘤细胞分泌的线粒体EVs可改变微环境pH值,其mtDNA突变检出率达67%,与癌症转移显著相关。阿尔茨海默病模型中发现神经元通过exophers排出功能障碍线粒体,清除效率降低40%即导致β淀粉样蛋白沉积。

临床应用前景

循环系统中线粒体EVs的ND1基因突变检测对帕金森病早期诊断灵敏度达82%。在脊髓损伤模型中,间充质干细胞(MSCs)来源的线粒体EVs使轴突再生长度增加2.3倍。但当前面临分离纯度低(超速离心后仅30%含完整线粒体)和体内追踪技术不足等挑战。

未来展望

开发CRISPR-Cas9标记线粒体技术可提升追踪精度,微流控分选设备有望将提取效率提高至90%。这类"细胞器快递系统"的深入研究,或将革新线粒体相关疾病的诊疗范式。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号