线粒体功能障碍是缺血性卒中（IS）后不可逆神经损伤的核心驱动因素;然而，恢复线粒体功能和促进长期神经恢复的有效策略仍然有限。

2026年1月，南通大学附属医院刘倩倩团队在Redox Biology（IF:11.9）上发表了“hUCMSC mitochondrial EVs confer neuroprotection after ischemia by Tom1l2-mediated mitochondrial fusion and Crls1–cardiolipin axis reprogramming”的研究论文。该研究表明人脐带间充质干细胞来源的线粒体囊泡作为一种新型生物治疗载体，能够将功能性线粒体输送到受损神经元，该过程通过Tom1L2介导的线粒体融合和Crls1-心磷脂轴重编程，在缺血后神经元保护靶向治疗中具有潜在的应用前景。拜谱生物为该研究提供了靶向能量代谢组学检测。

研究结果

1、以L-乳酸为中心的能量代谢重编程与缺血性卒中严重程度相关

从缺血性卒中（IS）患者身上采集脑脊液样本进行非靶代谢组和靶向代谢组检测（见图1A）。脑脊液中能量代谢物分析显示，IS患者中L-乳酸和丙酮酸显著更高（图1B–H）。KEGG通路分析显示与正常组比，IS患者的脑脊液中的TCA循环、丙酮酸代谢及相关通路发生变化（图1L）。NIHSS评分、mRS评分及血清学指标分析表明，L-乳酸升高与IS患者预后较差相关，急性期血糖升高与L-乳酸升高之间存在相关性（图1J–O）。

图1：L-乳酸中心能量代谢重编程与缺血性卒中严重程度相关

2、Tom1l2促进Mito-EVs与受损细胞中的线粒体融合

前期对hUCMSC Mito-EVs进行了分离鉴定及功能研究，hUCMSC Mito-EVs可以部分恢复线粒体功能，并减轻OGD/R引起的损伤。为了进一步研究其修复的分子机制，研究人员通过转录组测序及验证实验，hUCMSC Mito-EVs处理后的细胞样本中Tom1l2上调（图2A-D），而IS患者脑脊液中的Tom1l2表达显著低于正常对照组（图2E）。这说明hUCMSC Mito-EVs的治疗效果依赖于Tom1l2。进一步结合Tom1l2缺失实验表明Tom1l2促进Mito-EVs与受损细胞中的线粒体融合，该融合缺陷阻碍线粒体形态和功能的恢复，破坏细胞能量代谢和膜完整性，最终消除神经保护作用（图2F-R）。

图2：Tom1l2促进Mito-EVs与受损细胞中的线粒体融合

3、Mito-EVs通过Crls1介导的线粒体内膜稳态，促进受损线粒体的功能恢复

为了阐明Tom1l2促进线粒体融合的分子机制，研究人员通过转录组测序及验证实验分析发现，Tom1l2-KO Mito-EVs中，Crls1基因表达显著降低，继而影响了心磷脂水平（图3A-I）。另外，siCrls1实验表明siCrls1阻止hUCMSC Mito-EVs恢复ATP水平，抑制细胞存活率的恢复（图3J-Q）。

图 3： Mito-EVs通过Crls1介导的线粒体内膜稳态，促进受损线粒体的功能恢复

文章小结

本研究阐明了一种新型治疗策略，hUCMSC Mito-EVs能够将功能性线粒体输送到受损神经元。该过程涉及hUCMSC Mito-EVs与神经元线粒体之间的Tom1l2依赖膜融合，从而恢复线粒体膜电位和线粒体功能。从机制上看，Mito-EVs介导的线粒体转移会上调CRLS1，保持线粒体内膜完整性并稳定呼吸链复合物。线粒体结构和功能的恢复随后减少活性氧的产生，抑制焦亡，促进神经元代谢和功能稳态的恢复。

拜谱小结

该研究首次揭示了Mito-EVs通过Tom1l2-Crls1轴介导线粒体融合与修复的双重机制，突破了传统治疗无法精准靶向线粒体的瓶颈，为IS提供了新的治疗靶点和策略。拜谱生物为该研究提供了靶向能量代谢组学检测分析。

拜谱生物已建立完善的转录组学、蛋白组学、代谢组学以及多组学联合技术服务体系，助力发表高分文献，欢迎致电咨询！

参考文献

Li Z, Zhu X, Liao W, Jiang R, Sang E, Zhu J, Sun G, Lu Z, Wang C, Jiang Y, Chen J, Gong P, Liu Q. hUCMSC mitochondrial EVs confer neuroprotection after ischemia by Tom1l2-mediated mitochondrial fusion and Crls1-cardiolipin axis reprogramming. Redox Biol. 2026 May;92:104106. doi: 10.1016/j.redox.2026.104106. Epub 2026 Mar 2. PMID: 41795421; PMCID: PMC12993021.