朱 琳 牛其芳 阮寒盡 毛明惠 韓正學(xué)

（首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京口腔醫(yī)院口腔頜面-頭頸腫瘤科，北京 100050）

缺血再灌注損傷（ischemia-reperfusion injury，I/RI）指血流中斷隨之恢復(fù)血供后，組織器官出現(xiàn)的不同程度的功能障礙。主要的損傷機(jī)制為：當(dāng)細(xì)胞缺血和血流再灌注時(shí)，大量活性氧（reactive oxygen species，ROS）生成，線粒體內(nèi)膜上的電子傳遞鏈?zhǔn)軗p，導(dǎo)致ATP 依賴的離子交換通道功能障礙。 同時(shí)線粒體膜通透性轉(zhuǎn)換孔（mitochondrial permeability transition pore，mPTP）開(kāi)放，鈣積累后水大量進(jìn)入線粒體，造成線粒體腫脹等病理過(guò)程［1-3］，最終啟動(dòng)細(xì)胞死亡程序，包括自噬、細(xì)胞凋亡和壞死［4］。另外，線粒體損傷相關(guān)分子模式（damage-associated molecular pattern，DAMPs），如線粒體DNA（mtDNA）損傷并釋放到膜外，會(huì)招募炎癥細(xì)胞從而激活自身免疫反應(yīng)［5-6］。因此，在缺血和再灌注過(guò)程中，線粒體功能障礙都是導(dǎo)致細(xì)胞損傷的主要原因之一（圖1）。

Fig. 1 Mechanism of mitochondrial injury during ischemia-reperfusion圖1 缺血再灌注時(shí)線粒體損傷機(jī)制

線粒體移植（mitochondrial transplantation，MT），即將具有呼吸功能的健康線粒體移植至受損組織內(nèi)，幫助細(xì)胞恢復(fù)功能，是一種新型干預(yù)手段。以往，藥物靶向治療，如添加抗氧化劑、清除鈣離子等能減輕線粒體功能障礙，但由于時(shí)間窗較短，需在氧化損傷和能量耗竭達(dá)最大程度前施加干預(yù)，臨床效果有限［7-8］。近來(lái)，多項(xiàng)研究證實(shí)了MT 在治療I/RI 中的作用，這被認(rèn)為是一種具有應(yīng)用前景的治療方法［9］。本文總結(jié)了MT的基本程序和在多種器官I(mǎi)/RI治療中的有益作用，希望對(duì)I/RI疾病的治療產(chǎn)生新的啟發(fā)。

1 線粒體移植技術(shù)

線粒體轉(zhuǎn)移早在1980 年就被提出，有學(xué)者將分離出的具有氯霉素耐藥性的線粒體與缺乏耐藥性的細(xì)胞共孵育，發(fā)現(xiàn)線粒體成功融入細(xì)胞，且產(chǎn)生耐藥性［10］。還有臨床試驗(yàn)將健康供體的mtDNA轉(zhuǎn)移到受損的卵母細(xì)胞中，受精卵由于含有父母親的核DNA及供體的mtDNA，成功避免了后代線粒體遺傳疾病的發(fā)生［8，11］。隨后，Rustom 等［12-13］發(fā)現(xiàn)了一種叫隧道納米管（tunneling nanotubes，TNTs）的細(xì)胞溝通方式，表明細(xì)胞器可通過(guò)TNTs 在細(xì)胞間傳遞，Hayakawa等［14］發(fā)現(xiàn)線粒體可以從星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放并轉(zhuǎn)移到損傷的神經(jīng)元細(xì)胞中，從而改善受損的神經(jīng)功能。以上等多項(xiàng)研究表明，線粒體可通過(guò)外源形式或細(xì)胞間傳遞進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用。在此背景下，線粒體移植技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，近年來(lái)有許多學(xué)者進(jìn)行了一系列相關(guān)研究（圖2）。

Fig. 2 The development points of MT圖2 線粒體移植研究重要節(jié)點(diǎn)

1.1 線粒體的來(lái)源

移植所需的線粒體分為自體和異體來(lái)源。自體線粒體一般分離自機(jī)體的非缺血組織，在符合倫理和微創(chuàng)的原則下，多取自手術(shù)時(shí)所必須分離的組織，如開(kāi)胸手術(shù)中所剝離的胸大?。?5-17］。有研究表明，同樣濕重的不同組織能分離出的線粒體數(shù)量不同（肝臟>骨骼肌>心臟）［15］，不同組織來(lái)源的線粒體或亞群也能提供相似的器官保護(hù)作用［18］。異體線粒體可來(lái)源于多種組織，如人心臟成纖維細(xì)胞、人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞等［19-21］，最新的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞衍生心肌細(xì)胞分泌的細(xì)胞外囊泡可攜帶線粒體［22］。此外，Nakamura 等［23］從冷凍胎盤(pán)組織中提取線粒體，所含的抗氧化蛋白較骨骼肌來(lái)源的線粒體似乎更多，這為以無(wú)創(chuàng)方式分離線粒體提供了更多可能。

1.2 線粒體分離和質(zhì)量控制

線粒體分離方法有差速離心法、過(guò)濾法和試劑盒法。Hogeboom 等［24］在1948 年提出差速離心法分離線粒體，有學(xué)者以此分離出了完整的活性線粒體， 整個(gè)過(guò)程在1~2 h 內(nèi)完成［25］。 隨后，Masuzawa 等［15，18］將分離出的活性線粒體移植到缺血心肌中，改善了心功能。由于缺血器官功能的恢復(fù)與血液的盡早灌注密切相關(guān)，因此，這種分離線粒體的方法在時(shí)間上具有一定的局限性［26-27］。為了使MT 能在臨床急癥治療中使用，McCully 團(tuán)隊(duì)［28］開(kāi)發(fā)了一種基于差異過(guò)濾的線粒體提取方法（圖3）。該方法將提取時(shí)間縮短至30 min內(nèi)，從而線粒體不會(huì)因長(zhǎng)時(shí)間的體外暴露而降低活性，并且僅需0.18 g 的新鮮組織即可獲得約2×1010個(gè)高純度的、完整的活性線粒體。而且通過(guò)在10~40 μm的裝置中過(guò)濾，還避免了多次離心可能導(dǎo)致的線粒體結(jié)構(gòu)破壞。另外，在最新的幾項(xiàng)研究中使用了成品試劑盒分離線粒體［29-30］。線粒體的質(zhì)量對(duì)于保證MT的效果十分重要，無(wú)活性線粒體、線粒體蛋白質(zhì)和mtDNA等不會(huì)對(duì)I/RI起到保護(hù)作用［18］，其他成分及碎片也可能導(dǎo)致假性免疫反應(yīng)，所以應(yīng)保證線粒體純度盡量高，以及提取過(guò)程應(yīng)全程無(wú)菌，并對(duì)提取的線粒體活性、功能、純度等進(jìn)行檢測(cè)［31-32］。

Fig. 3 Simplified diagram of MT procedure圖3 線粒體移植程序簡(jiǎn)化圖

1.3 線粒體移植的方法

MT的方法主要包括原位注射和血管注射。在動(dòng)物I/RI 模型中，既可將線粒體原位注射到心肌、側(cè)腦室等缺血損傷部位［15，18，21，33］，也可以通過(guò)冠狀動(dòng)脈、腎動(dòng)脈及股動(dòng)靜脈注射將線粒體移植至心、腎、腦［16-17，19-20，23，34-37］。有研究對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，兩種方法的效果無(wú)明顯差異［19］。其中，血管注射線粒體更微創(chuàng)，可避免直接注射對(duì)組織的損傷，能使線粒體在缺血區(qū)均勻、廣泛分布［19］。并且Shin等［17］發(fā)現(xiàn)，經(jīng)冠脈注射線粒體能明顯增加冠狀動(dòng)脈血流量，效果甚至好于某些冠狀動(dòng)脈血管擴(kuò)張藥，機(jī)制可能是通過(guò)內(nèi)向鉀離子通道參與的ATP介導(dǎo)的血管舒張，這是經(jīng)原位注射未觀察到的現(xiàn)象。然而，血管注射的線粒體在到達(dá)目的區(qū)域前，可能分布于其他非目標(biāo)組織器官［23］，甚至呈廣泛性分布［38］。另外，在線粒體提取過(guò)程中，溶液中的溶質(zhì)凝集或雜質(zhì)顆粒的大小一旦超過(guò)冠狀動(dòng)脈微血管直徑（5~10 μm），栓塞風(fēng)險(xiǎn)將急劇上升［39］。因此，血管內(nèi)注射線粒體存在微血管栓塞風(fēng)險(xiǎn)。在不確定MT是否會(huì)對(duì)正常器官造成損害或引起機(jī)體免疫反應(yīng)前，線粒體的精準(zhǔn)分布尤為重要。已有研究表明線粒體可通過(guò)微量注射、磁有絲分裂和光學(xué)鑷子等方法轉(zhuǎn)移，可能提高線粒體的攝取率及分布精準(zhǔn)性，并調(diào)節(jié)線粒體的數(shù)量與質(zhì)量，從而避免這類(lèi)不確定風(fēng)險(xiǎn)［40-41］。相反，原位注射線粒體只定位在給藥部位附近，相對(duì)血管注射將更加安全［19］（圖3）。

1.4 線粒體移植的時(shí)間窗

線粒體的移植時(shí)機(jī)分為缺血前、再灌注即刻和再灌注后。大部分研究的移植時(shí)機(jī)為再灌注開(kāi)始即刻，作用機(jī)制可能是供給損傷細(xì)胞能量、清除炎癥因子和激活線粒體蛋白信號(hào)通路等［15，17-19，36-37］。有研究發(fā)現(xiàn)急性心肌梗死時(shí)，梗死面積可以通過(guò)再灌注開(kāi)始時(shí)的干預(yù)而減?。?2］，這與再灌注開(kāi)始時(shí)行MT改善心功能的結(jié)果類(lèi)似［39］。Guariento等［16］研究表明，缺血前行MT 可以提供預(yù)防性心肌保護(hù)。因此，在器官移植、長(zhǎng)時(shí)間外科手術(shù)等情況下，缺血前注射線粒體可能會(huì)更好地減輕組織I/RI。此外，Blitzer 等［35］發(fā)現(xiàn)再灌注20 min 后行MT 也能得到相似的結(jié)果，并在豬心臟I/RI模型上得到成功驗(yàn)證，這可能有助于降低心臟手術(shù)的并發(fā)癥發(fā)生率。I/RI的病理生理機(jī)制是復(fù)雜的，在初始階段（<2 h）以氧化應(yīng)激、細(xì)胞因子激活和線粒體通透性轉(zhuǎn)換（mitochondrial permeability transition，MPT）為特征［43-44］。而晚期階段（>6 h）涉及中性粒細(xì)胞激活、黏附分子上調(diào)和微循環(huán)損傷等［45］。同時(shí)，Huang等［20］發(fā)現(xiàn)移植線粒體的內(nèi)化率低于6%。以上可能是MT缺乏長(zhǎng)期效應(yīng)的原因。因此，目前的研究焦點(diǎn)主要是器官急性I/RI，MT 是否對(duì)器官慢性I/RI產(chǎn)生積極作用值得進(jìn)一步研究。

1.5 線粒體移植的安全性

MT是否會(huì)引起機(jī)體免疫反應(yīng)至關(guān)重要。部分研究認(rèn)為MT不會(huì)引起免疫反應(yīng)，因?yàn)樽泽w和異體MT后未發(fā)現(xiàn)與炎癥或免疫反應(yīng)相關(guān)的細(xì)胞因子上調(diào)，如IL-1、IL-4、IL-6、MIP-1α 和MIP-2β 等，并且在移植了1×1010的高濃度線粒體后，也未檢測(cè)到線粒體抗原的升高［15，46］。另外，Ramirez-Barbieri等［47］進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，單次或連續(xù)注射同種異體線粒體后，沒(méi)有直接或間接、急性或慢性的免疫反應(yīng)。但也有研究認(rèn)為，非自體細(xì)胞治療會(huì)觸發(fā)機(jī)體的免疫應(yīng)答［48］，移植的外源性線粒體可能通過(guò)DAMPs或其他信使分子引起免疫反應(yīng)［49］。然而，有學(xué)者提出一個(gè)有趣的假設(shè)，即MT后線粒體作為DAMPs，形成保護(hù)性的免疫應(yīng)答，釋放大量細(xì)胞因子，刺激局部再生反應(yīng)，產(chǎn)生I/RI的器官保護(hù)作用，但這需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證［50］。并且，McCully 等［51］對(duì)5 名兒童進(jìn)行了MT，也未報(bào)道相關(guān)并發(fā)癥。綜上，目前的觀點(diǎn)認(rèn)為自體或異體MT不會(huì)引起免疫反應(yīng)，但是后期需要大樣本研究，以確定MT應(yīng)用于臨床前的生物安全性。

2 線粒體移植改善器官缺血再灌注損傷

2.1 心臟缺血再灌注損傷

心肌細(xì)胞的正常收縮功能需在有氧條件下由線粒體產(chǎn)生能量來(lái)維持。由于各種原因?qū)е碌墓跔顒?dòng)脈血流減少或停止會(huì)引起急性心肌缺血，缺血后60 min 便可出現(xiàn)細(xì)胞不可逆死亡［52］，而血液再灌注則會(huì)繼續(xù)加重?fù)p傷。心臟的能量供應(yīng)缺乏，心肌細(xì)胞功能障礙，收縮能力降低，輕者表現(xiàn)為心功能不全，重者則出現(xiàn)心力衰竭等嚴(yán)重后果。

溶栓或經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療是目前治療急性心梗最有效的方案［42］，但是都未能解決能量供應(yīng)不足的問(wèn)題。此外，可通過(guò)藥物治療減輕心臟能量需求［22］。近年來(lái)也有許多靶向線粒體藥物治療I/RI 后導(dǎo)致的心力衰竭，但是療效并不理想［53］。由于MT能夠直接補(bǔ)充健康線粒體，在心臟I/RI中有著極大的治療潛力，眾多研究表明MT能顯著縮小心梗面積，降低心肌肌酸激酶、肌鈣蛋白，提高心臟射血分?jǐn)?shù)和收縮功能，從而提供心肌保護(hù)作用。

2009 年McCully 等［18］首次在兔體內(nèi)證明MT能減輕心臟I/RI，并發(fā)現(xiàn)移植的線粒體存在于細(xì)胞間隙中。但有學(xué)者在隨后的研究中卻提出不同的結(jié)論，即線粒體是在移植后2~8 h 通過(guò)內(nèi)吞作用進(jìn)入心肌細(xì)胞，并能夠維持至少4 周［15，18］。隨后，Pacak 等［54］通過(guò)使用特異性通路阻滯劑證明，線粒體是通過(guò)肌動(dòng)蛋白依賴的內(nèi)吞作用進(jìn)入心肌細(xì)胞，而隧道納米管、網(wǎng)格蛋白依賴的胞吞作用和大胞飲作用不參與線粒體內(nèi)吞過(guò)程。進(jìn)入細(xì)胞的線粒體在內(nèi)溶酶體系統(tǒng)依次傳遞的過(guò)程中逃逸，并有效地與心肌細(xì)胞線粒體融合［55］（圖4）。

Fig. 4 Diagram of exogenous mitochondria entering myocardial cell圖4 外源性線粒體進(jìn)入心肌細(xì)胞示意圖

有學(xué)者就MT后線粒體的作用位點(diǎn)發(fā)表了不同意見(jiàn)。首先，細(xì)胞外的高Ca2+環(huán)境會(huì)使mPTP不可逆開(kāi)放［56］，線粒體在未進(jìn)入細(xì)胞前就已經(jīng)嚴(yán)重?fù)p傷［50］。但有研究表明線粒體可在1.8 mmol/L 的高Ca2+溶液中保持功能完整性［57］，最新的一項(xiàng)研究也發(fā)現(xiàn)每毫升血液中含有20~370 萬(wàn)個(gè)具有呼吸功能的線粒體［58］。其次，假設(shè)線粒體能夠存活，還必須穿透血管內(nèi)膜和細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞，并且保持完整性和活性。就此，McCully 團(tuán)隊(duì)［59］研究表示，線粒體是通過(guò)肌動(dòng)蛋白依賴的內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞，并移植標(biāo)記了鐵復(fù)合物的線粒體，4周后在心臟中仍能發(fā)現(xiàn)這類(lèi)復(fù)合物，但是有學(xué)者認(rèn)為此數(shù)據(jù)并不足以表明移植線粒體的完整性。至此，移植的線粒體如何發(fā)揮心臟保護(hù)作用的機(jī)制仍較為模糊。

MT雖然在大小鼠模型中已被證明能改善心臟I/RI，但嚙齒類(lèi)動(dòng)物在生理、免疫和代謝方面與人類(lèi)的相似度較低。有學(xué)者在大型動(dòng)物豬體內(nèi)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)MT 也能改善豬心臟I/RI，這為MT 能在人體應(yīng)用提供更具相關(guān)性和有效性的數(shù)據(jù)［46］。2017 年，McCully 團(tuán)隊(duì)［51］首次進(jìn)行了人體試驗(yàn)，對(duì)5名因心臟手術(shù)后的I/RI相關(guān)心肌功能障礙而需要持續(xù)體外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）支持的嚴(yán)重先天性心臟病兒童進(jìn)行了自體MT，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中4 名兒童心室功能改善并在平均第4 天時(shí)脫離了ECMO 支持，且5名患者均未出現(xiàn)與MT相關(guān)的短期不良并發(fā)癥，這也為MT 臨床轉(zhuǎn)化提供了一項(xiàng)珍貴的經(jīng)驗(yàn)。綜上，各型動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及人體試驗(yàn)的證據(jù)均支持了MT對(duì)心肌I/RI的可行性。

2.2 腎缺血再灌注損傷

腎臟長(zhǎng)期處于高壓、高容量和高營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷狀態(tài)，其中占腎皮質(zhì)90%的近曲小管上皮細(xì)胞完全依賴氧化磷酸化產(chǎn)生ATP，為重吸收提供動(dòng)力［60-62］，所以其在耗氧量和線粒體數(shù)量方面僅次于心臟。腎臟血液供應(yīng)不足時(shí)會(huì)引起急性腎損傷（acute kidney injury，AKI），有研究表示住院病人中AKI的患病率可高達(dá)21.6%，其也是慢性腎病和終末期腎病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素［63-65］。腎小管上皮細(xì)胞損壞是AKI的主要原因，I/RI時(shí)線粒體功能障礙最終導(dǎo)致了腎小管細(xì)胞死亡，因此是AKI 發(fā)病的重要因素［66-67］?，F(xiàn)有的AKI 治療方案一般為迅速補(bǔ)液及腎臟替代療法等，但如何減少腎小管上皮細(xì)胞的損傷及再生腎小管上皮對(duì)恢復(fù)腎功能至關(guān)重要。

AKI的治療需要清除受損線粒體或通過(guò)生物發(fā)生補(bǔ)充線粒體［68］。Doulamis 等［36-37］研究發(fā)現(xiàn)，MT能顯著增加AKI豬的腎小球?yàn)V過(guò)率和尿量，降低血清肌酐和尿素氮，對(duì)AKI有明顯的改善作用。線粒體被攝取進(jìn)入腎臟的機(jī)制被認(rèn)為與心肌細(xì)胞攝取外源性線粒體相同。另外，Bruno 等［69］發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cells，MSCs）能通過(guò)旁分泌作用在AKI時(shí)發(fā)揮抗凋亡和再生潛能，所以MSCs還可能通過(guò)微囊泡將線粒體傳遞給受損細(xì)胞發(fā)揮作用。MT 可以在腎移植等治療時(shí)應(yīng)用，但腎細(xì)胞如何抵抗I/RI引起的不利微環(huán)境的作用機(jī)制尚待進(jìn)一步研究。

2.3 腦缺血再灌注損傷

腦是機(jī)體對(duì)缺氧最為敏感的器官，當(dāng)腦血管病變、全身循環(huán)障礙或外傷等導(dǎo)致腦供血不足時(shí)，機(jī)體會(huì)在極短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)臨床癥狀，稱為急性缺血性卒中。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，神經(jīng)元的正常功能高度依賴于線粒體的完整性和活性［70］，當(dāng)腦缺氧時(shí)，神經(jīng)元細(xì)胞的線粒體功能障礙，誘導(dǎo)星形膠質(zhì)細(xì)胞增生及膠質(zhì)纖維酸性蛋白的過(guò)度分泌，導(dǎo)致瘢痕的形成，這被認(rèn)為是阻礙神經(jīng)損傷后再生的關(guān)鍵因素［71-72］。研究發(fā)現(xiàn)星形膠質(zhì)細(xì)胞可以釋放線粒體并轉(zhuǎn)移到受損神經(jīng)元中促進(jìn)神經(jīng)保護(hù)和修復(fù)［73-74］。因此有學(xué)者推測(cè)通過(guò)補(bǔ)充外源性線粒體能恢復(fù)受損神經(jīng)元細(xì)胞的功能，并進(jìn)行了相關(guān)研究。

腦卒中患者最突出的癥狀是運(yùn)動(dòng)功能受損。有研究證明，MT除了顯著降低腦細(xì)胞凋亡和減少肥大的星形膠質(zhì)細(xì)胞外，還恢復(fù)了大鼠的旋肌功能和握力，神經(jīng)系統(tǒng)功能也根據(jù)移植線粒體的濃度呈依賴性恢復(fù)［20，33］。MT保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)的機(jī)制可能是作為ATP 源或ROS 清除劑，保護(hù)細(xì)胞免受自由基損傷，并且線粒體可能通過(guò)細(xì)胞因子誘導(dǎo)的TNTs 傳遞給受損細(xì)胞，使用納米通道阻滯劑可消除治療效果［21，75］。總而言之，移植的線粒體進(jìn)入梗死周?chē)鷧^(qū)神經(jīng)元單位中，增加ATP含量，顯著減輕神經(jīng)元細(xì)胞的氧化應(yīng)激和凋亡，減少星形膠質(zhì)細(xì)胞增生和小膠質(zhì)細(xì)胞活化，促進(jìn)缺血后的神經(jīng)發(fā)生，改善了神經(jīng)功能。此外，創(chuàng)傷也是造成腦I/RI 的原因之一。有學(xué)者在鼠腦創(chuàng)傷模型中發(fā)現(xiàn)MT能通過(guò)抑制緊密連接蛋白破壞來(lái)減輕血腦屏障損傷和腦水腫，并證明MT能增加血管內(nèi)皮細(xì)胞再生［76-77］。以上關(guān)于MT在腦I/RI動(dòng)物模型中所顯露出的良好治療效果，為提高腦I/RI患者的預(yù)后提供了新的可能。

2.4 其他

MT 在肝、肺和骨骼肌的I/RI 治療作用也有報(bào)道。在肝移植和肝切除手術(shù)時(shí)，急性肝缺血損傷的發(fā)生概率很高，線粒體也會(huì)因此受到損傷。有學(xué)者將從健康大鼠肝臟分離的線粒體經(jīng)脾輸送到肝I/RI大鼠中，發(fā)現(xiàn)血清丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶減少以及肝細(xì)胞壞死減輕，還檢測(cè)到移植到肝臟的線粒體在4 h后仍保持完整的膜電位［78］。此外，有學(xué)者將褪黑素處理的線粒體注射到急性肝損傷鼠的體內(nèi)，減輕了細(xì)胞氧化應(yīng)激、炎癥、凋亡等［79］。這是因?yàn)橥屎谒刈鳛樽杂苫那宄?，通過(guò)寡肽轉(zhuǎn)運(yùn)體進(jìn)入線粒體，在線粒體鈣脅迫期間，對(duì)MPT 具有穩(wěn)定作用［80-81］。先前也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)經(jīng)維持線粒體穩(wěn)態(tài)的乙醛脫氫酶2（ALD2）激活劑處理后的線粒體行MT，較未處理的效果更佳［30］。因此，線粒體可通過(guò)特殊處理后再移植到受損細(xì)胞內(nèi)，提高M(jìn)T 的療效。

肺的急性缺血導(dǎo)致的呼吸窘迫綜合征是一種非常兇險(xiǎn)的情況，兒童患者的死亡率甚至高達(dá)75%［82］。Moskowitzova 等［83］發(fā)現(xiàn)MT 可以增加I/RI肺的順應(yīng)性和氣容量，并且能明顯減少肺間質(zhì)水腫和細(xì)胞凋亡。這也提示在肺移植、心肺復(fù)蘇和肺栓塞等多種臨床情況下，MT可降低發(fā)病率和死亡率。

急性肢體缺血（acute limb ischemia，ALI）表現(xiàn)為骨骼肌活力和肢體功能的喪失，目前的治療辦法為增加側(cè)支血管生成，但失去活力的肌肉床無(wú)法維持新生血管生成，有一定局限性［84］。骨骼肌I/RI會(huì)導(dǎo)致線粒體抗氧化系統(tǒng)受損，而適度的氧化應(yīng)激又是線粒體生物發(fā)生所必要的，這些共同結(jié)果導(dǎo)致骨骼肌蛋白質(zhì)和脂質(zhì)代謝受損，形成惡性循環(huán)［85］，因此解決線粒體功能障礙是ALI 治療的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。Orfany 等［86］將異體線粒體注射到ALI 小鼠的后肢，發(fā)現(xiàn)后肢運(yùn)動(dòng)功能明顯改善，初步證明了MT在改善骨骼肌活力和功能方面的有效性。

3 總結(jié)、問(wèn)題和展望

缺血再灌注損傷可導(dǎo)致嚴(yán)重的組織器官功能障礙，其中線粒體功能障礙已經(jīng)被證實(shí)是缺血再灌注損傷的關(guān)鍵因素。因此出現(xiàn)了一種全新的干預(yù)方法——線粒體移植，旨在通過(guò)替換損傷線粒體和增加健康線粒體，挽救細(xì)胞狀態(tài)。目前已在動(dòng)物的心、腦、腎等器官缺血再灌注損傷模型中發(fā)現(xiàn)線粒體移植可以改善細(xì)胞氧化應(yīng)激、鈣超載以及炎癥反應(yīng)，減少細(xì)胞凋亡和壞死，從而改善器官的功能，并通過(guò)少量人體臨床試驗(yàn)初步驗(yàn)證了MT的安全性和有效性。

但是線粒體移植技術(shù)處于初始發(fā)展階段，仍有局限性和缺點(diǎn)，需要進(jìn)一步探討：a. 線粒體移植的規(guī)范化程序（如移植劑量、移植方式、時(shí)間窗等）；b. 如何保證提取線粒體的活性和純度；c. 線粒體預(yù)處理技術(shù)；d. 線粒體攝取率與分布精準(zhǔn)性；e. 線粒體移植后是否會(huì)產(chǎn)生免疫反應(yīng)；f. 線粒體攝取與器官保護(hù)作用的確切機(jī)制。隨著線粒體提取技術(shù)的發(fā)展，目前線粒體的分離和移植已可以快速地完成，但對(duì)于人體行線粒體移植的安全性仍存在疑問(wèn)。若能解決以上的問(wèn)題，線粒體移植技術(shù)有望在器官缺血再灌注損傷的預(yù)防和治療上發(fā)揮其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)并得到廣泛應(yīng)用。