肺纤维化（Pulmonary Fibrosis, PF）是一种与线粒体功能紊乱密切相关的间质性肺病，其发病机制涉及功能性线粒体负荷减少和失调线粒体的积累。现有治疗主要集中在症状控制，但缺乏针对性疗法。线粒体传递被认为是补充功能线粒体的一种前沿技术，但受制于线粒体自噬（mitophagy）的受损，这限制了其疗效。本研究提出了一种新型纳米粒子增强线粒体自噬（Mito-MEN）系统，旨在通过同步调节功能线粒体和失调线粒体，实现线粒体库的稳态恢复，进而缓解肺纤维化。基于此，来自中国药科大学姜虎林联合东南大学李玲等人开发了一种能够同时促进功能线粒体递送与失调线粒体自噬的纳米工程化线粒体系统，以修复线粒体稳态，逆转PF相关的病理变化，并探索其在BLM（博来霉素）诱导的PF小鼠模型中的治疗潜力。该研究于近日以Mitophagy-Enhanced Nanoparticle-Engineered Mitochondria Restore Homeostasis of Mitochondrial Pool for Alleviating Pulmonary Fibrosis为题在线发表于ACS Nano期刊。图2. 纳米颗粒工程线粒体通过恢复线粒体稳态来缓解 PF 相关表型
研究方法
纳米粒子构建：通过包装Parkin mRNA的纳米粒子（MENs），结合健康线粒体形成Mito-MEN系统。利用A549细胞和BLM处理的小鼠模型，验证其对线粒体递送、自噬和细胞功能的影响。在PF小鼠模型中，分析其对纤维化、线粒体功能及氧化应激水平的修复效果。
关键发现
增强线粒体递送与功能修复：Mito-MEN显著提高了外源线粒体的递送效率，并恢复了受损线粒体的自噬能力。改善肺纤维化表型：通过同步增加功能线粒体和清除失调线粒体，Mito-MEN显著降低肺组织中的纤维化程度和TGF-β水平。生物安全性：多次给药后未观察到明显的系统毒性或免疫反应，表明其在体内应用的安全性。图4. 纳米工程线粒体促进外源性线粒体递送并修复病变细胞中的线粒体自噬
图5. Mito-MON 恢复 BLM 诱导的 A549 细胞中的线粒体稳态和功能
图6. Mito-MENs通过恢复线粒体稳态抑制小鼠中与pf相关的疾病病理
结论
Mito-MEN通过修复线粒体库稳态，有效缓解了PF相关的病理改变，为其他线粒体相关疾病的治疗提供了新的思路和技术支持。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c10328
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