北海道大學研究生院藥學研究院的山田勇磨教授等人組成的研究團隊與LUCA Science公司（董事長：緒方Stig）共同開發出人工設計的粒線體「e-MITO（Enhanced Artificially Designed Mitochondria）」。研究證實了可調控細胞功能的新型胞器製劑技術的應用潛力，該技術有望應用於細胞治療、再生醫療及疾病研究。相關研究成果已發表在期刊《Advanced Materials Interfaces》的7月1日刊上。
圖1 e-MITO的概念圖（圖片提供：北海道大學山田勇磨教授，出處：北海道大學新聞稿 ）
粒線體是細胞內負責產生能量的胞器，深度參與細胞功能維持與代謝調控。已有報告表明，粒線體功能下降與衰老及多種疾病存在關聯，因此向細胞移植健康粒線體的新型治療技術正備受關注。
另一方面，分離出的粒線體存在穩定性差、保存與運輸難度大、細胞導入效率低下等問題。
此前，研究團隊已開發出能將藥物和核酸遞送至粒線體的粒線體靶向型奈米膠囊。
此次，研究團隊旨在對粒線體本身進行人工設計，並將其作為功能性材料加以利用。
具體而言，研究人員利用經由LUCA Science獨有技術分離製備得到的粒線體材料「MRC-Q」，透過在其表面導入聚乙二醇（PEG）脂質，並在其末端連接細胞膜穿透肽（CPP）的「粒線體表面工程」方法，建構了「e-MITO」。
研究證實，將「e-MITO」導入細胞後，相較於未修飾粒線體，確認細胞攝取效率得到提升。同時確認，在導入後的細胞中，粒線體呼吸活性（耗氧速率）及ATP產生能力上升。
此外，研究還觀測到，與細胞內能量產生相關的粒線體呼吸功能有所提升。
藉助PEG保護層，該技術可在減少對粒線體自身結構破壞的同時，提升粒線體的細胞攝取效率。期待依託人工改造胞器調控細胞功能的全新研究領域——胞器製劑學取得進一步發展。
山田教授表示：「在e-MITO的開發過程中，我們最大的挑戰是在保持粒線體性質的同時將其有效遞送至細胞。我們希望以此次成果為起點，將其培育為可自由調控細胞功能的新型藥物遞送及細胞工程基礎技術。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Advanced Materials Interfaces
論文：CPP-PEG-Guided Surface Engineering of Mitochondria Enables Efficient Cellular Uptake and Respiratory Modulation
DOI：doi.org/10.1002/admi.70583
