衰老会损害间充质基质/干细胞 (BMMSCs)的功能和再生能力，减少骨骼和软骨的形成九八策略，并导致与年龄相关的疾病，如骨质疏松症。
线粒体功能障碍作为 BMMSC 衰老的标志，随着衰老的的发生线粒体会出现稳态失衡，包括线粒体自噬受损、裂变减少和巨型线粒体形成，最终激活与衰老相关的通路。
值得注意的是，热量限制已被证明与衰老的 BMMSCs 的再生、延缓与年龄相关的疾病以及延长物种寿命密切相关。因此，调节线粒体 ATP 合酶功能对于改善线粒体功能障碍并减轻 BMMSC 衰老状态至关重要。
2025年8月19日，来自北京大学的研究团队在Nature Nanotechnology杂志发表题为“An energy metabolism-engaged nanomedicine maintains mitochondrial homeostasis to alleviate cellular ageing”的文章。
该研究基于能量生成的关键酶——ATP合酶的结构和功能，开发了参与能量代谢的纳米药物 (EM-eNMs)，通过改善线粒体功能恢复衰老的BMMSCs的功能九八策略，显著改善了骨骼衰老。
研究人员首先以超小黑磷量子点（BP QDs）为前驱体，通过接触电催化方法制备了高表面暴露磷酸基团的纳米药物（EM-eNMs），并发现其可作为参与能量代谢反应的关键无机化合物多磷酸盐 (polyP) 的类似物。
研究人员进一步探究了 EM-eNMs 的生物相容性和功能，作为无机多磷酸盐 (polyP) 的结构类似物，内化的 EM-eNMs 可以被 MSCs 识别为参与能量代谢的必需物质，并优先富集于线粒体，从而调节线粒体的形态和功能，增强 MSCs 的干细胞特性。
紧接着，研究人员评估了 EM-eNMs 对 BMMSC 的长期影响，从 P4 到 P10-12 持续用 EM-eNM 处理细胞，然后评估其生物学特性和多谱系分化潜力。结果发现，EM-eNM 增强了衰老 BMMSC 的增殖和干性，这些数据表明 EM-eNM 可以改善衰老 BMMSCs 的功能。
机制上讲，EM-eNMs 通过特异性结合 ATP5B 抑制过量 ATP 的产生，最终调节线粒体的动力学，实现衰老BMMSCs的改善作用。
鉴于 EM-eNMs 能够恢复衰老 BMMSC 的功能，研究人员探究了其对骨质疏松症的治疗潜力。结果发现，EM-eNMs 完全挽救了因衰老引起的骨质流失，骨矿物质密度、骨体积与总体积之比 、骨小梁数量和骨小梁分离水平均恢复到年轻对照水平。此外，EM-eNM 还提高了骨机械强度、矿化率和皮质厚度。
总的来说，该研究开发了一种参与能量代谢的纳米药物 EM-eNMs，发现其可以通过直接结合 ATP 合酶调节 BMMSCs 的线粒体功能，从而改善衰老BMMSC 的功能，最终逆转骨骼衰老。
参考文献：
https://www.nature.com/articles/s41565-025-01972-7
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