眼睛也能進行光合作用？曬太陽就能治干眼癥，效果媲美臨床特效藥

干眼癥是因淚液分泌不足、蒸發(fā)過快或成分失衡引發(fā)的眼表疾病。常見癥狀包括眼睛干澀、發(fā)癢、異物感、畏光或視疲勞。

當眼睛長期暴露于屏幕藍光、外界刺激時容易誘發(fā)此癥，此時會產(chǎn)生大量活性氧（ROS），這些東西會瘋狂消耗一種叫 NADPH 的關(guān)鍵物質(zhì)。一旦 NADPH 不夠，眼睛的抗氧化系統(tǒng)就崩了，炎癥爆發(fā)、角膜受損、淚液分泌減少，于是越干越炎、越炎越干，陷入惡性循環(huán)。

目前，干眼癥的治療方式取決于病因和嚴重程度，核心方案包括補充淚液、物理疏導與促分泌、藥物抗炎以及嚴重的手術(shù)干預。

近日，來自新加坡國立大學等機構(gòu)的研究團隊在 Cell 期刊發(fā)表研究成果，他們從菠菜里提取了植物光合作用的核心部件類囊體，并加工成納米顆粒 LEAF。把它滴進眼睛后，在普通室內(nèi)光照射下，能像植物一樣進行光反應，源源不斷產(chǎn)生 NADPH。新加坡國立大學梁大衛(wèi)、浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院眼科中心葉娟、山東第一醫(yī)科大學孫曉、南京郵電大學丁顯光作為共同通訊作者參與了這項研究。

（來源：上述論文）

在自然界中，軟體動物海蛞蝓擁有從藻類體內(nèi)“竊取”光合作用組件的神奇能力。2025 年，Cell 發(fā)表的一項研究顯示，某些種類的海蛞蝓（Elysia crispata）食用藻類后能夠儲存外來葉綠體，并進行光合作用，長期饑餓期間，海蛞蝓可以通過消化葉綠體提供營養(yǎng)。

受此啟發(fā)，研究團隊開始探索哺乳動物是否也有這樣的潛力。

為了進行實驗，研究人員買來了各種綠葉蔬菜。通過將這些蔬菜進行攪拌、過濾和離心處理，分離出了葉片中的葉綠體。隨后，他將葉綠體浸入特定溶液中，暴露出其中的類囊體——這是一種由單層膜圍成的扁平囊狀結(jié)構(gòu)，是光合作用中光反應的唯一場所，這個過程的直接產(chǎn)物，正是 NADPH。

團隊發(fā)現(xiàn)，相比于紅莧菜、空心菜或生菜，普通的菠菜能產(chǎn)出更多的類囊體。研究團隊將這些菠菜的類囊體用安全醫(yī)用包裹材料制成 400 納米級微小顆粒，并將其命名為“LEAF”（光反應富集的類囊體 NADPH 工廠）。

LEAF 不需要強光，日常室內(nèi)光、自然光就能啟動。即使炎癥時人體自己產(chǎn) NADPH 的途徑壞了，它也能正常工作。

在細胞內(nèi)實驗中，LEAF 被角膜上皮細胞和巨噬細胞吞進去后，通過光合作用補充 NADPH，能夠重新激活細胞內(nèi)源性的抗氧化防御系統(tǒng)，以對抗炎癥引發(fā)的氧化應激。

團隊同樣探索了 LEAF 是否能在無細胞環(huán)境中清除活性氧。令人驚訝的是，即使在無光條件下，LEAF 也展現(xiàn)出了一定的過氧化物中和能力，并且這種中和效率在光照下得到了進一步的提升。

為了驗證 LEAF 治療干眼癥的可行性，團隊在人類干眼眼淚樣本、小鼠身上做了全面實驗。

圖 | LEAF 在體內(nèi)有效治療干眼癥（來源：上述論文）

其中，未經(jīng)處理的干眼癥患者淚液的特征是抗氧化劑水平降低和活性氧水平升高，用 LEAF 處理后，光照 30 分鐘，NADPH 的水平暴漲 20 倍；損傷性過氧化氫減少 95% 以上，炎癥因子幾乎清零

在小鼠模型中，團隊分了三組，包括對照組滴生理鹽水；進口藥組滴目前最貴、最好的干眼藥 Restasis；LEAF 組滴菠菜光合眼藥水，每天正常見自然光，不用特殊光照。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在患有嚴重干眼癥的小鼠身上，使用 LEAF 加日常光照治療 5 天后，小鼠的角膜厚度、淚液分泌和受損細胞恢復到了接近健康的狀態(tài)，效果甚至超過了目前的臨床特效藥 Restasis。

為了進一步探究 LEAF 治療干眼癥的深層分子機制，研究團隊對健康小鼠、干眼癥模型小鼠，以及接受了LEAF 治療小鼠的角膜組織進行了單細胞 RNA 測序。結(jié)果顯示，干眼癥會導致免疫細胞和上皮細胞發(fā)生顯著改變，使其陷入一種病理性的偏移狀態(tài)；然而，在引入 LEAF 并輔以日常環(huán)境光照射后，這些細胞的分布特征在很大程度上被拉回了健康時的正常軌跡。

此外，研究人員還在大鼠干眼癥模型中，進一步評估了 LEAF 的療效。結(jié)果表明，LEAF 滴眼液治療能夠顯著減輕角膜上皮的損傷。具體表現(xiàn)為在治療的第 5 天，大鼠眼部的熒光素鈉染色面積顯著減小，干眼癥臨床評分明顯降低，淚液分泌功能也得到了恢復。其整體治療表現(xiàn)，已足以媲美目前的臨床特效藥 Restasis。

臨床前生產(chǎn)可行性和安全性驗證顯示，LEAF 在 -80°C 下可穩(wěn)定保存長達 1 年，在 4°C 下可穩(wěn)定保存約 3周，在室溫下可穩(wěn)定保存約 2 周，且大部分理化性質(zhì)和功能特性得以保留。在豚鼠皮膚致敏模型和兔眼刺激模型中進行的生物安全性評估中，均未引起任何可觀察到的不良反應，未檢測到毒性。

當然，研究團隊在論文中也提到了局限性，通過光合作用生成的 NADPH，在化學結(jié)構(gòu)上與哺乳動物內(nèi)源性途徑產(chǎn)生的 NADPH 是無法區(qū)分的；此外，LEAF 在細胞里只能存活幾個小時到一天，不是永久的。

未來，研究人員計劃將 LEAF 應用于人類干眼癥患者的臨床試驗。據(jù)團隊計算，僅僅一把菠菜提取出的 LEAF 顆粒，就足夠為 50 多名患者提供每天兩次、為期一個月的充足治療。不僅如此，研究團隊還在探索將這種植物來源的細胞器移植到除角膜之外的其他人體組織中。

1.https://www.nature.com/articles/d41586-025-01982-4

2.https://www.nature.com/articles/d41586-026-01559-9

3.Xing K, Yan Y, Zhu Z, et al. Transplanting light-dependent reactions for mammalian eye photosynthesis[J]. Cell, 2026.

排版：胡莉花

注：封面/首圖由 AI 輔助生成