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线粒体充电——纳米花提供了一种模拟能量产生的新方法,以改善衰老疾病

本站发布时间:2024-09-21 17:14:03

当我们需要充电时,我们可能会去度假或在水疗中心放松。但是,如果我们能在细胞水平上充电,用构成人体的微观构建块对抗衰老和疾病呢

随着人类年龄的增长或面临疾病,细胞充电的能力会减弱。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。曾经需要最少恢复的活动现在需要更长的时间,突显了这些细胞器在维持活力和整体健康方面的作用

虽然目前治疗与衰老有关的疾病以及2型糖尿病、阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等疾病的方法侧重于控制症状,但德克萨斯州A&;M研究人员采取了一种新的方法从源头上打这场仗:通过纳米技术为线粒体充电

由Abhay Singh博士领导,他是德克萨斯州农工大学Gaharwar实验室的生物医学工程博士后助理;M、 该团队开发了二硫化钼(MoS₂)纳米花。这些纳米粒子因其花状结构而得名,它们含有原子空位,可以刺激线粒体再生,帮助细胞产生更多能量。

该团队在《自然通讯》上发表了他们的发现

“这些发现提供了一个未来,在这个未来,我们的细胞可以充电,延长健康寿命,改善与年龄相关的疾病患者的预后,”得克萨斯州农工大学生物医学工程系Tim和Amy Leach教授兼总统影响研究员Akhilesh Gaharwar博士说;M.根据Gaharwar的说法,纳米花可以通过增加ATP的产生、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的治疗方法。他们发现,纳米花中的原子空位刺激了参与线粒体细胞复制的分子途径

研究合作者包括得克萨斯州A&;M教师和学生。来自生物物理学和生物化学系的Vishal Gohil博士深入研究了可能促进线粒体功能改善的机制

Gohil博士说:“这一发现是独一无二的。”。“我们不仅仅是在改善线粒体功能;我们正在彻底重新思考细胞能量。再生医学的潜力令人难以置信。”

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副助理教授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

辛格说:“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反应中的隐藏模式,为精准医学开辟新的可能性。”。“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库——线粒体。”

研究小组的下一步包括确定一种将纳米花递送到人体组织的方法,以最终实现临床应用

Gaharwar说:“在科学中,往往是最小的细节导致了最深刻的发现。”。“通过关注看不见的东西,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,真正的突破来自于更深入的挖掘和超越显而易见的东西。”

More information: Kanwar Abhay Singh et al, Atomic vacancies of molybdenum disulfide nanoparticles stimulate mitochondrial biogenesis, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-52276-8

Journal information: Nature Communications

Provided by Texas A&M University College of Engineering

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