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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

导读 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...

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AbhaySingh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。

德克萨斯A&M大学生物医学工程系蒂姆和艾米·利奇教授、影响研究员AkhileshGaharwar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。”

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VishalGohil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HaticeCeylanKoydemir博士和分子与细胞医学系的助理教授IrtishaSingh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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