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你知道吗？细胞之间竟能传递病毒、核酸，甚至是整个线粒体！
在生物学的微观世界中，有着一种令人惊奇的结构，被称为「通道纳米管」（Tunneling Nanotubes，TNTs）。这些细胞间的连结不仅能够实现讯息的传递，甚至能够搬运重要的细胞成分，如核酸和线粒体。这种先进的细胞间通信方式，对于我们理解细胞如何相互作用具有重要意义。
通道纳米管的直径范围从0.05微米到1.5微米，能够延伸至数个细胞直径的长度，并且可分为开放式和封闭式两种类型。
这些微小的结构不仅存在于某些动物细胞之间，还展现出强大的功能。这些通道可以让细胞在长达100微米的距离上进行连接，并且能够在两个细胞之间传递细胞膜的部分，形成直接的细胞联系。除了基本的细胞间通信外，它们还能够转移mRNA、miRNA等核酸，以及传播病原体，如HIV和朊病毒。
通道纳米管的历史
通道纳米管的概念最早在1999年被提出，当时的研究目的是探讨果蝇幼虫（Drosophila melanogaster）翅膀的形态发展。随着研究的不断深入，2004年的一篇论文进一步描述了PC12细胞之间形成的连接结构，并首次将这些结构命名为「通道纳米管」。这些初步研究显示了纳米管的形成与细胞膜和细胞器的转移密切相关。
纳米管的形成
通道纳米管的形成机制仍在研究中，主要有两种假设。一是由于细胞间直接的接触让细胞质突起向另一细胞延伸，最终与目标细胞的膜融合。另一种则是当两个相互连接的细胞分开时，留下的纳米管作为桥梁，保持彼此之间的连结。
研究发现，刺激如细菌或机械作用时，某些树突细胞和THP-1单核细胞会透过通道纳米管进行连接，并展现出钙流的证据。
细胞间物质的转移
线粒体的转移
通道纳米管被证实是一种能够在细胞之间转移整个线粒体的机制。在一些研究中，发现癌细胞能够通过这些纳米管从免疫细胞那里窃取线粒体。当细胞受损时，受损的线粒体会释放活性氧，触发附近的间质干细胞通过纳米管向其提供健康的线粒体，这一过程被认为可以帮助心脏修复。
行动电位的传播
最近的研究显示，通道纳米管能够通过其延伸的内质网来传播动作电位。这样的过程能够促进钙离子通过主动扩散进入其他细胞，从而有助于细胞间的信号传递。
病原体的传播
不仅线粒体可以通过通道纳米管转移，许多病毒也能利用这些结构来传播。例如，研究表明，SARS-CoV-2病毒能够建立通道纳米管来从鼻部细胞向其他部位扩散。此外，HIV病毒在树突细胞之间的传播同样依赖于这些纳米管的存在。
与HIV长期无进展的患者相比，他们的树突细胞在形成通道纳米管的能力上存在缺陷，这可能解释了病毒的传播路径。
纳米医学中的应用
通道纳米管在纳米医学中显示出应用潜力。一方面，研究者可能会考虑阻断纳米管的形成，以降低治疗方法的毒性；另一方面，促进纳米管形成也许能够增强治疗效果。
结论
通道纳米管为细胞间的交流提供了一种独特的方式，展示了细胞如何跨越距离进行互动。这一新兴的研究领域不仅让我们更深入了解细胞生物学，也为未来的医疗技术提供了新的视角。在这样的微观世界里，还隐藏着哪些未发现的潜力呢？
