外周血单个核细胞来源线粒体移植促进周围神经再生：一种微创治疗策略

《Scientific Reports》：Peripheral blood mononuclear cells as a novel source for mitochondrial transplantation therapy in peripheral nerve injury repair

　　**摘要**周围神经损伤仍然是临床上面临的重要挑战，能量代谢障碍严重阻碍了神经的完全再生。线粒体移植作为一种恢复细胞生物能量学并促进神经修复的有前景的治疗手段而崭露头角，但目前从间充质干细胞或骨骼肌中获取的线粒体需要侵入性采集程序。本研究探索了外周血单个核细胞作为周围神经再生中治疗性线粒体的一种新型微创来源。采用标准化方案从大鼠和人类外周血单个核细胞以及脂肪源性干细胞中分离功能性线粒体。通过透射电子显微镜、蛋白质组学分析和ATP产生试验评估线粒体的结构与功能。在大鼠坐骨神经挫伤模型和以无细胞神经同种异体移植物桥接的10毫米坐骨神经节段缺损模型中评估治疗效果。通过组织学、电生理学、肌肉和步态分析评估功能恢复。体外研究进一步考察了神经元细胞内线粒体的内化及其生物能量学效应，并对背根神经节神经元进行转录组分析，以探索线粒体增强轴突生长的潜在机制。成功分离的外周血单个核细胞来源线粒体表现出完整的超微结构，并与脂肪源性干细胞线粒体具有相似的蛋白质谱，特别是在氧化磷酸化通路方面。在坐骨神经挫伤模型中，坐骨神经外膜下注射外周血单个核细胞来源线粒体显著改善了损伤后21天的功能恢复，轴突再生增强，肌肉萎缩减轻，效果与脂肪源性干细胞线粒体相当。在10毫米神经缺损模型中，装载于无细胞神经同种异体移植物中的外周血单个核细胞来源线粒体改善了术后12周的复合肌肉动作电位恢复、轴突再生、施万细胞相关神经重建、靶肌肉保存及步态功能。在所考察的条件下，人类来源线粒体未引起明显的全身性炎症反应或主要器官损伤。体外研究表明，线粒体在3小时内可被有效内化，并显著增强细胞呼吸能力。线粒体移植促进了背根神经节神经元的轴突生长，转录组分析显示与轴突导向相关通路有关。外周血单个核细胞可作为线粒体移植治疗的一种易获得且微创的来源。外周血单个核细胞来源线粒体在挫伤和节段神经缺损两种模型中均达到了与传统脂肪源性干细胞来源线粒体相当的再生效果，同时避免了额外组织采集和长时间细胞扩增的需要。这些发现支持进一步开发自体外周血单个核细胞来源线粒体移植作为周围神经修复的潜在策略。