腰痛是全球共同的公共卫生问题，随着人口老龄化，腰痛的经济负担显著增加。目前认为线粒体功能障碍导致的椎间盘退变是引起腰痛的重要原因。因此修复椎间盘内的线粒体功能成为了当下延缓椎间盘退变的研究热点。

国科温州研究院周云龙研究员团队联合温州医科大学附属第二医院吴爱悯教授开展了一系列合作，提出了通过没食子酸在水性介质中的自组装聚合反应合成了聚没食子酸-锰（PGA-Mn）纳米粒子，并利用希夫碱连接将线粒体靶向肽（TP04）引入纳米粒子，从而得到了PGA-Mn-TP04纳米粒子，最终用于椎间盘原位注射达到延缓椎间盘退变效果。该工作以“Mitochondrial-Targeted Metal-Phenolic Nanoparticles to Attenuate Intervertebral Disc Degeneration: Alleviating Oxidative Stress and Mitochondrial Dysfunction”为题发表于在纳米材料学领域权威期刊《ACS Nano》（中科院分区1区TOP, IF=17.1）。

研究团队人员制备的PGA-Mn-TP04首先通过胞吞进入细胞，随后利用其具有pH缓冲的特点触发质子海绵效应，逃逸溶酶体的水解。纳米粒子通过表面的线粒体靶向肽TP04的静电吸附作用成功靶向至线粒体，并且由于没食子酸与锰离子之间快速的电子传递，PGA-Mn-TP04具有高效的线粒体ROS清除效果，减少ROS对线粒体功能的破坏。最终髓核细胞活力恢复，髓核细胞外基质代谢正常，延缓了椎间盘退变。

图. 纳米粒子在髓核细胞内部的作用机制示意图。

在该团队的研究中，通过靶向修复线粒体，实现了线粒体功能的显著增强，从而减少ROS的产生和减轻细胞内氧化应激。在大鼠IVDD模型中进行的实验结果表明，PGA-Mn-TP04有效地保留了椎间盘的高度，保持了髓核的结构完整性，甚至促进了髓核组织的再生。这些发现为延缓IVDD和预防腰痛提供了一个有前景和实用的方法。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c11601