科学家已经开发出一种新型眼药水，可以让老鼠眼睛进行某些光合作用步骤。
根据5月15日发表在《细胞》(Cell)杂志上的一项研究，这种眼药水含有从菠菜叶中提取的光合作用机制，利用光驱动反应来改善干眼症症状。尽管研究人员在老鼠身上测试了这种眼药水，但他们希望经过进一步测试后，这种疗法有朝一日可以在人类身上使用。
哈佛医学院未参与此项工作的细胞生物学家科里·阿拉德(Corey Allard)表示，这项研究是"受自然界共生关系启发的工程学的一个'很酷的应用'"。
植物依靠光合作用将阳光转化为葡萄糖形式的能量。称为叶绿体的细胞器进行光合作用并赋予植物绿色。虽然没有动物能自然进行光合作用，但一些动物已与光合藻类建立了共生关系，使它们能够利用太阳能。某些海蛞蝓物种，包括叶羊(Costasiella kuroshimae)和红树林叶蛞蝓(Elysia bangtawaensis)，甚至会从它们食用的藻类中窃取叶绿体。
在这项新研究中，新加坡国立大学的化学工程师戴维·泰·梁(David Tai Leong)及其同事测试了哺乳动物眼睛是否能容忍类似的行为，希望找到一种治疗干眼症的方法。干眼症会影响覆盖眼睛的泪膜，产生氧化剂和炎症，可能损害视力。
为了制造这种眼药水，研究团队首先从菠菜的叶绿体中移除了称为类囊体基粒(thylakoid grana)的堆叠结构。类囊体基粒是叶绿体内部含有叶绿素的结构，光合作用的第一步——光依赖性步骤在此发生。然后，研究团队将这些类囊体堆叠封装在微小的包中，创建了一个他们称之为"光反应增强类囊体NADPH工坊"(light-reaction enriched thylakoid NADPH-foundry)，简称LEAF的系统。
当将LEAF纳入眼药水时，它减少了诱发干眼症的老鼠的眼部炎症。在制造葡萄糖的过程中，叶绿体在类囊体基粒处产生一种名为NADPH的化学物质。NADPH作为一种抗氧化剂，帮助消除了加剧老鼠眼部炎症的化合物。
五天后，使用LEAF眼药水治疗的老鼠与使用现有商用干眼症药物治疗的老鼠表现相当。与仅接受生理盐水眼药水的老鼠相比，它们显示出更多的泪液产生和更少的角膜损伤。
"眼睛特别适合这种策略，因为光线已经是其正常生理功能的内在组成部分，"中国浙江大学医学院骨科医生林先峰(Dr. Xianfeng Lin)在给《Live Science》的电子邮件中写道。尽管林医生没有参与这项新工作，但他和同事在2022年在《自然》(Nature)杂志上发表了一项研究，使用类似的光合系统来对抗小鼠膝盖的关节炎炎症。
林医生说："这项工作将光线在眼睛中的作用从纯粹的感官功能扩展到可能有助于局部代谢支持和组织修复。"
即使眼药水中含有叶绿素，浓度也非常低，眼药水看起来是透明的。
梁博士说："我们能够使用高度优化的光合作用机器，所以我们不需要大量的LEAF系统。因为浓度非常低，你看不到绿色。所以我们不会有像绿巨人浩克那样的绿眼睛。"
这种眼药水尚未准备好用于人类；它们仍需要经过广泛的安全性和长期有效性测试。但梁博士告诉《Live Science》，研究团队正在努力开展一项临床试验，首先关注安全性。
如果获得人类使用批准，这种药物将利用我们眼睛的自然工作方式，因为它只需要环境光线来激活。梁博士说，患者将"接受一种与我们日常生活方式相契合的疗法"。
【全文结束】
