神經(jīng)痛，其實是“神經(jīng)沒電了”！糖尿病、化療等損傷會讓感覺神經(jīng)元的“電池”（線粒體）罷工，導(dǎo)致慢性疼痛和麻木。

基于此，2026年1月7日，杜克大學(xué)紀(jì)如榮教授研究團(tuán)隊在《Nature》雜志發(fā)表了“Mitochondrial transfer from glia to neurons protects against peripheral neuropathy”揭示了膠質(zhì)細(xì)胞向神經(jīng)元的線粒體轉(zhuǎn)移可保護(hù)機(jī)體免受周圍神經(jīng)病變的損害。

背根神經(jīng)節(jié)（DRG）中的衛(wèi)星膠質(zhì)細(xì)胞（SGCs）像“后勤衛(wèi)士”一樣包裹并支持感覺神經(jīng)元。本研究發(fā)現(xiàn)，它們能通過一種名為隧道納米管的細(xì)長通道，把健康的線粒體“快遞”給神經(jīng)元，這一過程依賴于膠質(zhì)細(xì)胞中高表達(dá)的蛋白MYO10。在小鼠和人類DRG中都觀察到了這種納米管結(jié)構(gòu)。如果阻斷線粒體轉(zhuǎn)移，神經(jīng)元會退化并引發(fā)神經(jīng)病理性疼痛；而在糖尿病患者中，SGCs的MYO10減少，線粒體“快遞”能力下降，可能正是小纖維神經(jīng)病變的原因之一。更令人振奮的是：將健康的人源SGCs移植到小鼠體內(nèi)，能通過MYO10依賴的方式保護(hù)神經(jīng)、緩解病變。這項研究首次揭示了外周膠質(zhì)細(xì)胞通過線粒體輸送維持神經(jīng)健康的關(guān)鍵作用，為治療糖尿病神經(jīng)痛等疾病提供了全新思路。

圖一 膠質(zhì)細(xì)胞通過納米管為神經(jīng)元“充電”

研究人員發(fā)現(xiàn)，包裹感覺神經(jīng)元的衛(wèi)星膠質(zhì)細(xì)胞（SGCs）能通過細(xì)長的“納米橋”隧道納米管（TNTs）將線粒體“輸送”給神經(jīng)元，為其提供能量支持。

在培養(yǎng)實驗中，83%的DRG神經(jīng)元接收了來自SGCs的線粒體，但只有約三成能觀察到明顯的TNT結(jié)構(gòu)，這是因為這些納米管是瞬時存在的，常在幾十分鐘內(nèi)消失。線粒體轉(zhuǎn)移依賴神經(jīng)元活動且通過三種途徑協(xié)同完成：TNT直接傳遞、內(nèi)吞作用和縫隙連接。

在離體DRG組織中也觀察到同樣的線粒體轉(zhuǎn)移，而化療藥物紫杉醇會破壞TNT結(jié)構(gòu)、減少其數(shù)量，并導(dǎo)致線粒體碎片化，提示這種支持機(jī)制在神經(jīng)病變中受損。

掃描電鏡和透射電鏡進(jìn)一步在小鼠和人類DRG中證實：SGCs與神經(jīng)元之間確實存在含線粒體的TNT樣超微結(jié)構(gòu)。

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結(jié)果揭示了SGCs不僅是“包裹者”，更是神經(jīng)元的“能量補(bǔ)給站”，其線粒體輸送功能一旦受損，可能促成神經(jīng)退行和疼痛。

圖二 SGC線粒體“精準(zhǔn)投送”守護(hù)感覺神經(jīng)元

研究證實，衛(wèi)星膠質(zhì)細(xì)胞（SGCs）在活體小鼠中能將線粒體定向輸送給DRG感覺神經(jīng)元，這一過程隨時間增強(qiáng)（第10天轉(zhuǎn)移比例遠(yuǎn)高于第5天），且依賴神經(jīng)元活動和TNT與內(nèi)吞作用。

在神經(jīng)損傷（如SNI）后，線粒體轉(zhuǎn)移顯著增加并沿軸突運(yùn)輸；若用局麻藥阻斷神經(jīng)活動，轉(zhuǎn)移即被抑制，說明轉(zhuǎn)移由神經(jīng)元“需求”驅(qū)動，而非被動發(fā)生。

有趣的是，接收線粒體的主要是中大型神經(jīng)元，而疼痛相關(guān)的小型高活性神經(jīng)元幾乎不接收，可能因此更易受損，這或解釋為何糖尿病等疾病中小纖維神經(jīng)優(yōu)先退化。

此外，該轉(zhuǎn)移具有單向性（僅SGC→神經(jīng)元）、特異性（星形膠質(zhì)細(xì)胞、巨噬細(xì)胞不參與），且在炎癥疼痛中不受影響，但在糖尿病模型中受損。

SGCs通過“按需供能”保護(hù)特定神經(jīng)元，是維持外周神經(jīng)健康的重要機(jī)制，其功能障礙可能促成神經(jīng)病理性疼痛，為治療提供了新靶點。

圖三 DRG衛(wèi)星膠質(zhì)細(xì)胞中的MYO10調(diào)控隧道納米管形成、線粒體轉(zhuǎn)移、軸突退變及小鼠疼痛

研究發(fā)現(xiàn)，SGCs通過TNT的細(xì)長通道將健康線粒體“輸送”給感覺神經(jīng)元，以維持其功能和存活。這一過程依賴于SGC中高表達(dá)的蛋白MYO10，它定位于TNT中，驅(qū)動其形成。

敲低或部分缺失MYO10會顯著減少TNT數(shù)量，削弱線粒體轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致小鼠出現(xiàn)機(jī)械和熱痛敏感并伴隨SGC與神經(jīng)元間隙增寬、軸突退化。

化療藥物紫杉醇（PTX）會損傷SGC的線粒體功能，使其無法有效支援神經(jīng)元，進(jìn)而引發(fā)活性氧升高、神經(jīng)元過度興奮和軸突退變，這正是化療性周圍神經(jīng)病變（CIPN）的關(guān)鍵機(jī)制。而阻斷TNT（如用CytoB）會消除SGC的保護(hù)作用并直接誘發(fā)痛敏和神經(jīng)纖維丟失。

更重要的是，健康SGCs移植后能通過TNT將線粒體送入神經(jīng)元并沿軸突運(yùn)輸，但PTX處理過的SGCs則失去這一能力。

綜上，MYO10介導(dǎo)的TNT線粒體轉(zhuǎn)移是SGC守護(hù)感覺神經(jīng)元的核心機(jī)制，其受損可導(dǎo)致神經(jīng)退行和慢性疼痛，為CIPN和糖尿病神經(jīng)病變提供了全新治療靶點。

圖四 健康線粒體移植可緩解神經(jīng)病理性疼痛

研究人員發(fā)現(xiàn)，將健康的衛(wèi)星膠質(zhì)細(xì)胞（SGCs）移植到糖尿病或化療神經(jīng)痛小鼠的DRG中能顯著緩解疼痛，但前提是這些SGCs表達(dá)關(guān)鍵蛋白MYO10。若用siRNA敲低MYO10，或使用MYO10雜合缺失小鼠的SGCs，鎮(zhèn)痛效果就完全消失，說明MYO10依賴的線粒體轉(zhuǎn)移是起效核心。

更進(jìn)一步，直接注射健康線粒體也能鎮(zhèn)痛！這些外源線粒體通過內(nèi)吞（而非TNT）被神經(jīng)元攝取，而功能受損的線粒體則無效。在紫杉醇（PTX）或db/db糖尿病小鼠中，只有來自非糖尿病供體的健康線粒體能持續(xù)緩解疼痛，并促進(jìn)表皮神經(jīng)纖維再生；糖尿病來源的線粒體僅短暫起效。

此外，接受健康線粒體的小鼠在“位置偏愛”實驗中明顯偏好治療側(cè)，表明其具有真實的鎮(zhèn)痛獲益。

總之，SGC來源的功能性線粒體是一種潛在的“生物藥物”，可通過細(xì)胞移植或直接遞送方式，靶向修復(fù)感覺神經(jīng)元能量缺陷，為化療性或糖尿病性神經(jīng)痛提供全新、無成癮風(fēng)險的治療策略。

總結(jié)

本研究揭示SGCs可通過MYO10依賴的隧道納米管，將功能性線粒體轉(zhuǎn)移給感覺神經(jīng)元，從而抵抗神經(jīng)退行和神經(jīng)病理性疼痛。該機(jī)制在小鼠和人類DRG中均存在且跨物種線粒體移植有效，為糖尿病性或化療性小纖維神經(jīng)病變提供了全新治療思路：無論是通過SGC過繼移植，還是直接遞送健康線粒體，均有望成為靶向線粒體功能障礙的精準(zhǔn)鎮(zhèn)痛新策略。

文章來源

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09896-x

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