线粒体移植改善大鼠心脏骤停的恢复

发布时间：2023-03-25 18:50:58 栏目：生活

导读 当心脏停止跳动时，血液停止流动并将氧气输送到大脑(缺氧)和其他重要器官(缺血)。在缺乏血流开始损害大脑之前有一个小窗口(约4分钟)。10分

当心脏停止跳动时，血液停止流动并将氧气输送到大脑(缺氧)和其他重要器官(缺血)。在缺乏血流开始损害大脑之前有一个小窗口(约4分钟)。10分钟后，预计会出现严重的脑损伤。心脏越早重新启动，严重脑损伤的机会就越小。



范斯坦医学研究所的研究人员测试了一种新方法，通过线粒体移植提高存活率，减轻损伤并加速大鼠缺血大脑的修复。在BMC Medicine杂志上发表的一篇论文“外源性线粒体移植改善了心脏骤停复苏后的生存和神经系统结果”，研究人员详细介绍了他们从体外实验室到体内大鼠模型的步骤，实现了91%的存活率 - 比对照组提高了36%。

根据内共生理论，线粒体起源于一种“被吞咽”并与宿主细胞建立共生关系的细菌，进化成复杂生命形式的真核细胞内的线粒体。尽管如此，线粒体仍然保留了一些古老的细菌特征。它们具有双膜，如革兰氏阴性细菌，并且能够通过有氧呼吸产生ATP(这需要氧气)，这就是为什么我们的细胞需要从血液中输送氧气。

当血液停止流动，氧气输送停止时，线粒体就不能再产生能量，很快细胞就有死亡的危险。如果血液停止在身体各处流动，危险无处不在，但大脑中更是如此。

最近的研究表明，线粒体能够帮助修复其他线粒体。受伤的线粒体能够通过裂变、融合和线粒体自噬进行自我修复和细胞保护。最近描述的细胞间线粒体转移机制已被线粒体移植跟进，并被证明对肌肉组织具有保护作用。

Feinstein研究小组决定在心脏骤停事件中测试移植的有效性，特别关注神经元组织健康。

在尝试将线粒体转移到大鼠体内之前，研究人员想测试供体线粒体是否可以被培养物中生长的神经元吸收。为此，将从大鼠脑和肌肉组织中提取的线粒体染成红色，将神经细胞的线粒体染成绿色。捐赠的线粒体被吸收到培养的神经细胞中，并与神经细胞内的内源性线粒体共定位。成功完成实验室测试后，是时候在实时模型中进行尝试了。

将10只大鼠置于心脏骤停<>分钟，然后复苏并给予三种治疗之一：新鲜分离的供体线粒体，阴性对照溶液和非功能性(冷冻/解冻)线粒体，以寻找可能由于添加相似数量的线粒体构建块(蛋白质，脂质，DNA，RNA)作为新鲜样品而产生的影响。

在新鲜分离的线粒体移植中，72小时生存率为91%，而阴性对照组仅为55%。优异的生存率与动脉乳酸、葡萄糖水平、脑微循环、神经功能和肺损伤减少的改善有关。

该研究表明线粒体移植在组织保护和恢复方面的潜力不足。该研究的一个独特方面是将非功能性冷冻解冻线粒体作为附加对照。冷冻解冻的线粒体没有保护作用，这强烈表明新鲜样品的线粒体活性是保护结果的因果关系。

一个非常有趣的发现来自基因表达测量，表明融合基因在新鲜移植组的恢复阶段显着下调。随着线粒体动力学转向裂变，目前的研究似乎与其他研究在预期结果方面的一些先前发现不一致。这正是未来研究想要研究的那种事情。