给线粒体充电——纳米花提供了一种模拟能量产生以改善衰老疾病的新方法
当我们需要补充能量时，我们可能会去度假或去水疗中心放松。但如果我们可以在细胞层面补充能量，利用构成人体的微观结构对抗衰老和疾病，那会怎样呢？随着人类年龄增长或患病，细胞的充电能力会逐渐减弱。线粒体是能量产生的核心。当线粒体功能下降时，会导致疲劳、组织退化和加速衰老。曾经只需要极少恢复的活动现在需要更长的时间，这凸显了这些细胞器在维持活力和整体健康方面发挥的作用。
虽然目前针对衰老相关疾病以及 2 型糖尿病、阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等疾病的治疗主要集中在控制症状上，但德克萨斯 A&M 大学的研究人员采取了一种新方法从源头上进行治疗：通过纳米技术重新为线粒体充电。
在德克萨斯农工大学加哈瓦尔实验室生物医学工程博士后研究员Abhay Singh 博士的带领下，该团队开发出了二硫化钼 (MoS₂) 纳米花。这些纳米颗粒因其花状结构而得名，它们含有可刺激线粒体再生的原子空位，帮助细胞产生更多能量。
研究团队在《自然通讯》上发表了他们的研究成果。
德克萨斯 A&M 大学生物医学工程系蒂姆和艾米·利奇教授、总统影响研究员 Akhilesh Gaharwar 博士说： “这些发现为我们提供了一个未来，让我们可以重新给细胞充电，延长健康寿命，改善与年龄相关的疾病患者的治疗效果。”
纳米粒子与线粒体相互作用。
Gaharwar 表示，纳米花可通过增加 ATP 生成、线粒体 DNA 和细胞呼吸，为肌肉营养不良、糖尿病和神经退行性疾病等疾病提供新疗法。他们发现，纳米花中的原子空位可刺激线粒体细胞复制所涉及的分子通路。
研究合作者包括德克萨斯农工大学的教职员工和学生。来自生物物理和生物化学系的 Vishal Gohil 博士对可能推动线粒体功能改善的机制提供了见解。
“这一发现非常独特，”戈希尔博士说。“我们不仅改善了线粒体功能，还彻底重新思考了细胞能量。再生医学的潜力令人兴奋不已。”
生物医学工程系的其他贡献者包括助理教授 Hatice Ceylan Koydemir 博士和分子与细胞医学系的助理教授 Irtisha Singh 博士。Singh 贡献了计算分析，揭示了导致能量提升的关键途径和分子相互作用。
“通过利用先进的计算工具，我们可以解码细胞对这些纳米材料的反应中隐藏的模式，为精准医疗开辟新的可能性，”辛格说。“这就像在分子水平上给细胞正确的指令，帮助它们恢复自己的能量源——线粒体。”
研究团队的下一步工作包括找到将纳米花输送到人体组织的方法，最终实现临床应用。
“在科学领域，最细微的细节往往能带来最深刻的发现，”Gaharwar 说道。“通过关注看不见的事物——比如纳米材料中的原子空位——我们正在发现解决大问题的新方法。有时，真正的突破来自于深入挖掘和超越显而易见的东西。”
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