叶绿体光学显微图像。图片来源：Biophoto Associates

　　在5月15日发表于《细胞》的一项研究中，科学家将从菠菜中提取的光合作用系统移植到小鼠眼中，它能够将光转化为携带能量的分子，从而有效抑制炎症。这表明，从植物到动物的细胞器交换，可能会带来新的生物学见解和治疗应用。

　　“我们‘窃取’了植物历经数百万年进化而来的整套技术，并将其移植到动物系统中。”研究论文作者、新加坡国立大学的生物学家David Tai Leong说。

　　“这真的太酷了。”美国哈佛大学的细胞生物学家Corey Allard说，任何这方面的努力最初看起来都像个小把戏，但只有通过尝试这种技术并找出其局限性，例如效果持续多久、可以靶向哪些细胞，研究人员才能着手拓展它的应用场景。

　　新加坡国立大学的生物纳米技术专家邢阔然（音）和同事开展的这项研究受到了海蛞蝓的启发，后者能够从藻类中窃取光合作用的机制。于是，他们开始探索跨界移植的潜力。

　　邢阔然从当地超市购买了各种绿叶蔬菜，并通过搅拌、过滤和离心，从菜叶中分离出了叶绿体，它们是将光转化为能量的光合作用“引擎”。然后，他将叶绿体浸泡在溶液中，使其暴露出类囊体基粒。这些像煎饼一样的堆叠结构能够吸收光能，从而为光合作用提供动力。

　　研究显示，菠菜能够比苋菜、空心菜和生菜分离出更多的叶绿体基粒。研究人员将这些菠菜叶绿体基粒封装进纳米颗粒中，并命名为LEAF。

　　在培养皿中，哺乳动物细胞可迅速内化LEAF颗粒。一旦进入细胞，LEAF能持续数小时将光能转化为化学能，并产生携带能量的分子ATP和NADPH。在植物中，光合作用的第二阶段会将这些分子转化为碳水化合物。但LEAF无法完成这一步骤。Leong表示，LEAF所进行的一系列反应是一种有限的光合作用形式，“但它仍然是光合作用”。

　　为探究LEAF带来的实际益处，研究团队聚焦了NADPH中和活性氧的能力，后者是一种可引发炎症的分子。他们用干眼症小鼠进行了实验。干眼症的特征之一便是眼表活性氧的积聚。结果发现，含有LEAF的眼药水有助于缓解炎症——这些颗粒在角膜细胞内部及周围中和了有害的活性氧。

　　“实验中，小鼠可以正常活动，而不需要接受任何额外的光照。”Leong补充说。

　　研究人员曾担心，淡绿色的LEAF溶液会把小鼠的眼睛染成绿色。但实际上，LEAF在产生NADPH方面效率极高，因此用量极小——即便是肉眼不可见的用量也足以产生效果。

　　研究人员正努力推动LEAF进入针对干眼症患者的临床试验。据估算，一把0.2美元的菠菜就能产生足够的LEAF，供50多人每天治疗两次，并持续一个月。

　　研究团队还在探索将植物来源的细胞器移植到角膜外的其他组织。“这确实在突破医学边界，哪怕现在看来有点疯狂。”Leong说，这非常令人兴奋。 （徐锐）

　　相关论文信息：

　　https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.04.034