近期,由新加坡国立大学、浙江大学等国内外高校组成的国际联合研究团队,在顶级学术期刊《细胞》上发布了颠覆性医学成果——成功将菠菜的光合作用核心机制移植至哺乳动物眼表细胞,构建出名为LEAF的纳米级光反应系统。这一创新疗法有望打破干眼症“炎症—氧化损伤”的恶性循环,为全球约15亿患者带来无需频繁用药、副作用极低的新选择,更标志着跨物种代谢协同疗法迈入临床转化新阶段。
眼睛也能“光合作用”?揭秘跨物种疗法的核心逻辑
这项研究的灵感源于自然界的神奇共生现象:海蛞蝓可以“窃取”藻类的叶绿体,在体内进行光合作用维持生存。科学家从中得到启发,从普通菠菜叶片中提取出负责光合作用光反应的类囊体,通过温和技术去除参与碳固定的基质成分,仅保留完整的光反应电子传递链,再用FDA批准的安全材料封装成直径约400纳米的LEAF纳米颗粒。
简单来说,干眼症的核心病理是角膜上皮细胞内的NADPH(细胞抗氧化系统的“能量电池”)耗竭,导致抗氧化防御崩溃,进而引发炎症和氧化损伤。而LEAF纳米颗粒在日常可见光照射下,就能高效生成NADPH,其效率比天然类囊体还提升了20%。在干眼症患者的泪液样本测试中,光照30分钟后,NADPH水平直接提升20倍,过氧化氢(一种典型的有害活性氧)含量下降超95%。它的修复机制堪称“双管齐下”:细胞内补充的NADPH能重启人体自身的抗氧化系统,同时促使促炎的免疫细胞转化为抗炎状态;细胞外则依靠菠菜类囊体自带的SOD、GSR等抗氧化酶,直接清除泪液中的有害活性氧,形成内外协同的修复网络,彻底突破了传统疗法仅能缓解症状的局限。
小鼠实验完胜一线药物,干眼症患者将迎来哪些改变?
在小鼠干眼模型的实验中,LEAF滴眼液展现出远超临床一线药物的疗效:每日使用两次、配合常规光照5天后,小鼠受损的角膜上皮厚度从23微米恢复至接近正常的28.6微米,负责分泌泪液的结膜杯状细胞面积达到健康水平的1.67倍,角膜损伤评分显著低于常用的环孢素A滴眼液。
对于广大干眼症患者而言,这项疗法的优势一目了然:
- 告别频繁用药困扰: 无需像人工泪液那样每隔几小时滴眼,也不用长期依赖强效抗炎药,仅需日常光照配合少量滴眼就能启动眼部自主修复,特别适合长期面对电子屏幕的上班族、学生及老年人。
- 无系统性副作用: 实验证实该疗法不会干扰色觉,也未引发任何全身性不良反应,解决了传统药物长期使用可能带来的副作用问题。
- 大幅降低治疗成本: 未来临床应用后,患者无需依赖昂贵的生物制剂或复杂医疗设备,日常自然光就能完成治疗,长期治疗的经济负担将显著降低。
安全又划算!这项植物疗法的未来不止于干眼症
安全性方面,LEAF纳米颗粒在豚鼠皮肤致敏、兔眼刺激及多器官毒性实验中均未出现任何不良反应,储存条件也十分友好:-80℃环境下可稳定保存1年,室温下活性也能维持约2周,便于运输和临床使用。经济性更是惊喜:仅0.2美元的菠菜提取物,就能满足50余名患者一个月的治疗需求,成本远低于现有生物制剂。
研究团队透露,目前正全力推进临床前安全性评价,预计两年内启动人体临床试验。除了干眼症,这项技术还有望拓展到视网膜病变、皮肤光老化等更多与慢性炎症、氧化损伤相关的疾病领域。正如团队带头人梁大卫教授所说:“这是首次证明植物光合作用机制可移植至哺乳动物组织并产生有效代谢支持,标志着我们能将植物数百万年的进化成果转化为人体的代谢工具。”
这项研究不仅为干眼症治疗开辟了全新的代谢修复路径,更展现了跨物种生物医学技术的巨大潜力。未来,这种“借自然之力”的疗法或许能重新定义慢性炎症性疾病的治疗范式,也提醒我们重新审视光照与人体健康的深层关联。

