綜述：免疫細胞中的線粒體轉移與移植：機制基礎、醫學應用及未來前景
《Autoimmunity Reviews》：Mitochondrial transfer and transplantation in the immune cells: Mechanistic foundations, medical applications, and future prospects
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時間：2026年03月02日
來源：Autoimmunity Reviews 8.3
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線粒體跨細胞傳遞機制及其在免疫相關疾病中的治療潛力與挑戰
線粒體轉移通過TNTs、外泌體和間隙連接介導，調控免疫細胞代謝、功能及信號通路，在炎癥、自身免疫病和癌癥中發揮關鍵作用。當前面臨外源線粒體提取、存儲、遞送效率及安全性的臨床轉化挑戰。
劉曉峰|馮新宇|詹德平|尹恒
所屬機構：南通大學興林學院惠山附屬醫院，中國無錫惠山區人民醫院，214187
摘要
線粒體具有組織特異性的生理功能，對維持細胞穩態至關重要。最新研究表明，細胞間線粒體的轉移受到多種因素的調控，并對先天性和適應性免疫細胞的功能產生深遠影響。其潛在機制具有高度異質性，涉及不同的細胞環境、微環境信號以及細胞間通信方式。本文綜述了調控免疫細胞中線粒體轉移的主要因素和機制途徑，并探討了這一過程的治療潛力，同時指出了目前限制其臨床應用的關鍵挑戰。通過整合最新的機制見解和轉化醫學觀點，本文旨在為基于線粒體轉移的免疫相關疾病治療策略的開發提供理論框架。
引言
線粒體是真核細胞中的雙膜細胞器，作為細胞的能量工廠，在維持細胞功能中發揮著關鍵作用。細胞穩態高度依賴于精確調控的生物能量過程，而線粒體轉移已成為維持這種平衡的關鍵機制[1]。在生理和病理條件下，完整的線粒體或其線粒體DNA（mtDNA）可以在細胞內部或不同細胞之間進行轉移。根據最新共識，線粒體轉移可分為依賴接觸和非依賴接觸的兩種機制。依賴接觸的線粒體轉移主要通過三種方式實現：隧道納米管（TNTs）、樹突狀結構以及通過間隙連接通道的黏附[2]。相比之下，非依賴接觸的線粒體轉移主要涉及含有線粒體的細胞外囊泡和自由線粒體的釋放[2]（圖1）。細胞間線粒體轉移形成了一個復雜的物質交換和信號調控網絡，參與細胞存活、免疫反應和代謝穩態等關鍵生物過程的調節[3]。
線粒體在不同組織中表現出不同的生理特性，最新研究證實線粒體轉移對先天性和適應性免疫細胞的功能具有顯著的調控作用。通過介導細胞代謝重編程和調節細胞凋亡，線粒體轉移在免疫細胞的激活、分化和存活中起著關鍵作用。這一過程對于維持免疫穩態和修復受損的細胞功能至關重要，尤其是在炎癥、自身免疫疾病和癌癥等病理狀態下[4,5]。例如，間充質干細胞（MSCs）向巨噬細胞轉移線粒體，可增強其吞噬能力，促進M2極化，并抑制炎癥因子的分泌，從而促進組織修復[6,7]。基于這些發現，靶向線粒體轉移已成為治療免疫相關疾病的一種有前景的新策略。
在本文中，我們從免疫細胞的角度綜合了關于細胞間線粒體轉移機制和功能的最新生物學見解，特別強調了其在先天性和適應性免疫反應中的關鍵作用。我們還評估了外源性線粒體移植在疾病治療中的治療潛力及其當前的限制。深入了解免疫細胞間線粒體轉移的機制有望推動再生醫學領域的發展，并為開發基于線粒體的免疫相關疾病治療策略提供新的途徑。
小節摘錄
線粒體轉移的潛在觸發因素
線粒體轉移通常在受損細胞遇到危險信號時啟動。鄰近的供體細胞通過特定機制促進線粒體在局部微環境中的定向轉移。在應激或炎癥條件下，活性氧（ROS）的積累和線粒體功能障礙會成為關鍵的“ distress”信號，促使受損細胞從周圍細胞獲取功能正常的線粒體。
免疫細胞中的線粒體轉移
先天性和適應性免疫細胞都參與細胞間線粒體轉移，影響細胞代謝、組織穩態和疾病結果（圖2）。
線粒體移植的應用
線粒體轉移的生物學特性推動了多種有前景的治療策略的發展。近年來，作為一種新興的治療手段，線粒體移植在免疫相關疾病領域受到了越來越多的關注。線粒體移植是指從供體細胞中分離線粒體并在出生后將其輸送到受體細胞中，以期產生治療效果。根據供體的來源不同，線粒體移植的方法也有所不同
線粒體移植的挑戰
盡管取得了這些進展，但仍存在一些關鍵挑戰阻礙了免疫細胞線粒體轉移技術的臨床應用。這些挑戰包括外源性線粒體的提取、儲存方法、輸送途徑、最佳移植劑量以及線粒體移植的整體效率。進一步的研究將有助于推動免疫細胞來源的線粒體轉移技術的臨床轉化。
結論
近年來，線粒體轉移的潛力逐漸被揭示，主要通過隧道納米管（TNTs）、細胞外囊泡（EVs）和間隙連接通道（GJCs）等機制促進細胞間通信。這一過程受到多種因素的調控，包括ROS和ADP的水平，涉及復雜的潛在機制。值得注意的是，在氧化應激條件下，ROS水平的升高被認為是線粒體轉移的主要驅動因素之一。然而，還有其他潛在的觸發因素需要進一步研究。
關于人工智能的聲明
本手稿的撰寫過程中未使用任何人工智能工具。
利益沖突聲明
作者聲明他們沒有已知的財務利益沖突或個人關系可能影響本文的研究結果。
致謝
本研究得到了江蘇省青年科技人才支持計劃（JSTJ-2025-685）、無錫市衛生健康委員會研究項目（Q202546）、國家自然科學基金（編號81973878）、江蘇省青年科技人才支持計劃（JSTJ-2025-685）、江蘇省退行性骨關節疾病臨床創新中心（編號2021040501）以及無錫市中青年人才支持計劃的支持。
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