小鼠眼睛“学会”光合作用，治好了干眼症 | 科创要闻

科创要闻2026年第No.18期

2026年5月11日-5月17日

本期要闻汇总人：常丽娜

眼部干涩、异物感、视觉疲劳......随着手机、电脑等电子屏幕的使用频次和时长增加，干眼症困扰着越来越多的老年人、上班族和学生群体。

人类有没有可能像植物一样，利用光合作用来缓解氧化应激和炎症，治疗干眼症呢？

2026年5月15日，新加坡国立大学梁大卫教授、浙江大学医学院附属第二医院眼科中心叶娟教授、山东第一医科大学孙晓教授、南京邮电大学丁显光教授带领的研究团队在《细胞》（Cell）发表论文Transplanting light-dependent reactions for mammalian eye photosynthesis，他们的研究让小鼠的眼表细胞具备了部分光合作用的光反应能力。

光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。团队受到海蛞蝓“窃取”藻类叶绿体的内共生现象启发，从菠菜叶绿体中提取类囊体膜系统，去除其中消耗NADPH（一种关键的抗氧化还原剂）的暗反应酶系，只保留光反应功能，将之命名为“LEAF”。随后，团队用表面活性剂将LEAF封装成400纳米颗粒，再移植到小鼠的眼表细胞内。

LEAF进入细胞后，在环境可见光的驱动下生成NADPH和ATP（腺嘌呤核苷三磷酸，所有已知生命体内最核心的能量载体和代谢中间体），生成效率较天然类囊体提升约20%。研究发现，LEAF可直接为细胞提供抗氧化还原力和能量，帮助恢复氧化还原平衡，并增强细胞自身抗氧化系统的活性。

类似动物细胞从植物来源的光合新细胞器中获得益处的探索，此前也有科研团队尝试过。2022年12月，浙江大学研究团队在《自然》（Nature）发表研究成果A plant-derived natural photosynthetic system for improving cell anabolism，他们从菠菜中提取纳米类囊体单元（NTUs），移植至小鼠关节炎模型的软骨细胞，通过定期光照促进软骨细胞的能量代谢。

2024年10月，日本东京大学团队发表论文Incorporation of photosynthetically active algal chloroplasts in cultured mammalian cells towards photosynthesis in animals，他们将完整的叶绿体移植入哺乳动物细胞，维持运行了两天。

相比之下，本次研究打造出精简的LEAF系统，并将治疗场景转向天然暴露于环境可见光的眼表。LEAF可为角膜细胞提供抗氧化还原力和能量，减轻干眼症的氧化应激和炎症，未来有望拓展至视网膜、皮肤等被光照射到的浅表组织相关疾病治疗。

生命健康

01 AI虚拟细胞模型RegVelo

5月11日，亥姆霍兹慕尼黑中心计算健康研究中心、牛津大学研究团队联合在《细胞》（Cell）发表论文RegVelo: Gene-regulatory-informed dynamics of single cells ，报告他们推出了一个端到端生成式框架RegVelo，其作