本技术揭示了一种创新的线粒体载细胞膜囊泡制剂,包括其设计和制备技术。该技术涉及将线粒体封装于人工合成的细胞膜囊泡中,形成具有纳米尺寸的仿生结构,内部含有线粒体,外部覆盖细胞膜。
背景技术
线粒体是细胞内重要的细胞器,主要通过氧化磷酸化过程合成三磷酸腺苷(ATP),为细胞提供所需的能量,维持正常细胞的代谢活动。越来越多的研究指出,多种疾病的发生和发展与线粒体功能损伤密切相关,如呼吸链电子传递效率下降、活性氧(ROS)过度累积、线粒体DNA受损等。这些异常会加剧细胞内氧化应激和能量代谢紊乱,进一步加剧疾病的进展。向损伤细胞递送健康线粒体来替换已受损线粒体功能,是近年来提出的一种新型治疗策略。通过这种外源的健康线粒体补充,可以恢复电子传递链的效率,改善受损细胞内能量供应,维持氧化应激稳态,从而修复受损细胞以缓减甚至遏止疾病的持续发展。
目前在大多数线粒体移植案例中,主要通过从健康细胞中分离和提纯游离线粒体后,将其注射至疾病部位进行治疗。然而,这一治疗策略面临诸多问题:线粒体分离和纯化过程会损伤其活性进而影响疗效;游离线粒体在体内外环境中容易受到钙镁离子和蛋白酶的干扰,损伤线粒体活性;游离线粒体缺乏对损伤细胞的选择性转运能力,且向受体细胞的递送效率有限。这些问题限制了线粒体移植策略的疗效。
通过合理的制剂设计来包载线粒体构建线粒体制剂,可以屏蔽胞外环境对线粒体生理功能的不利影响,提高其活性稳定性,实现线粒体的体内递送,有望成为一种潜在的线粒体制剂产品解决上述线粒体移植治疗中的难题。然而,目前关于线粒体制剂的设计和相关制备方法的报道较少,缺乏相关专利。有部分研究表明,一些细胞天然分泌的外囊泡中含有线粒体组分,通过分离纯化细胞上清液,可以得到含线粒体的细胞外囊泡。例如,中国专利CN115068502A提出了一种基于天然细胞囊泡悬液的线粒体递送系统,通过载有线粒体的天然囊泡可将活性线粒体递送至受体细胞、组织或器官,反映出囊泡体系作为线粒体递送载体的可行性。但天然细胞分泌的线粒体囊泡存在产量低、线粒体装载效率有限等问题,因此这种基于天然囊泡的线粒体递送策略尚未能完全解决线粒体移植治疗中的线粒体制剂构建难题,难以满足未来临床治疗的需求。
综上所述,目前缺乏良好的可以用于线粒体移植治疗的相关制剂,也缺乏相关的在细胞外实现对线粒体的高效包载、有效保护和靶向递送的制备方法。亟需新的制剂设计和制备方法的突破,来解决线粒体移植治疗中面临的线粒体制剂问题。
实现思路