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你知道嗎？細胞之間竟能傳遞病毒、核酸，甚至是整個線粒體！
在生物學的微觀世界中，有著一種令人驚奇的結構，被稱為「通道納米管」（Tunneling Nanotubes，TNTs）。這些細胞間的連結不僅能夠實現訊息的傳遞，甚至能夠搬運重要的細胞成分，如核酸和線粒體。這種先進的細胞間通信方式，對於我們理解細胞如何相互作用具有重要意義。
通道納米管的直徑範圍從0.05微米到1.5微米，能夠延伸至數個細胞直徑的長度，並且可分為開放式和封閉式兩種類型。
這些微小的結構不僅存在於某些動物細胞之間，還展現出強大的功能。這些通道可以讓細胞在長達100微米的距離上進行連接，並且能夠在兩個細胞之間傳遞細胞膜的部分，形成直接的細胞聯繫。除了基本的細胞間通信外，它們還能夠轉移mRNA、miRNA等核酸，以及傳播病原體，如HIV和朊病毒。
通道納米管的歷史
通道納米管的概念最早在1999年被提出，當時的研究目的是探討果蠅幼蟲（Drosophila melanogaster）翅膀的形態發展。隨著研究的不斷深入，2004年的一篇論文進一步描述了PC12細胞之間形成的連接結構，並首次將這些結構命名為「通道納米管」。這些初步研究顯示了納米管的形成與細胞膜和細胞器的轉移密切相關。
納米管的形成
通道納米管的形成機制仍在研究中，主要有兩種假設。一是由於細胞間直接的接觸讓細胞質突起向另一細胞延伸，最終與目標細胞的膜融合。另一種則是當兩個相互連接的細胞分開時，留下的納米管作為橋樑，保持彼此之間的連結。
研究發現，刺激如細菌或機械作用時，某些樹突細胞和THP-1單核細胞會透過通道納米管進行連接，並展現出鈣流的證據。
細胞間物質的轉移
線粒體的轉移
通道納米管被證實是一種能夠在細胞之間轉移整個線粒體的機制。在一些研究中，發現癌細胞能夠通過這些納米管從免疫細胞那裡竊取線粒體。當細胞受損時，受損的線粒體會釋放活性氧，觸發附近的間質幹細胞通過納米管向其提供健康的線粒體，這一過程被認為可以幫助心臟修復。
行動電位的傳播
最近的研究顯示，通道納米管能夠通過其延伸的內質網來傳播動作電位。這樣的過程能夠促進鈣離子通過主動擴散進入其他細胞，從而有助於細胞間的信號傳遞。
病原體的傳播
不僅線粒體可以通過通道納米管轉移，許多病毒也能利用這些結構來傳播。例如，研究表明，SARS-CoV-2病毒能夠建立通道納米管來從鼻部細胞向其他部位擴散。此外，HIV病毒在樹突細胞之間的傳播同樣依賴於這些納米管的存在。
與HIV長期無進展的患者相比，他們的樹突細胞在形成通道納米管的能力上存在缺陷，這可能解釋了病毒的傳播路徑。
納米醫學中的應用
通道納米管在納米醫學中顯示出應用潛力。一方面，研究者可能會考慮阻斷納米管的形成，以降低治療方法的毒性；另一方面，促進納米管形成也許能夠增強治療效果。
結論
通道納米管為細胞間的交流提供了一種獨特的方式，展示了細胞如何跨越距離進行互動。這一新興的研究領域不僅讓我們更深入了解細胞生物學，也為未來的醫療技術提供了新的視角。在這樣的微觀世界裡，還隱藏著哪些未發現的潛力呢？
