
讓眼睛像植物一樣,利用光線自我修復——這個科幻般的想法,如今被新加坡國立大學的科學家們變成了現實,為全球超過15億乾眼症患者帶來了曙光。
菠菜里的「黑科技」
乾眼症遠不是「眼睛乾了」這麼簡單。這種困擾全球超15億人的眼病,不僅會帶來持續的疼痛、視力模糊,嚴重時更會導致角膜留下永久疤痕,甚至與抑鬱、焦慮等情緒問題直接相關。僅在美國,每年由乾眼症造成的經濟損失就高達38.4億美元。而現有的處方藥,如環孢素A(Restasis®),雖能緩解症狀,但高昂的費用和副作用也讓許多患者望而卻步。
在細胞層面,乾眼症是一個惡性循環:眼角膜的炎症會產生大量極具攻擊性的化學分子——活性氧(ROS),不斷損傷細胞。健康的眼睛能產生一種叫作NADPH的物質來中和它,但在發炎的眼睛裡,活性氧的數量壓倒了角膜的自愈能力,導致損傷加劇,陷入不斷自我破壞的「死亡螺旋」。
面對這個難題,新加坡國立大學化學與生物分子工程系的梁大衛副教授(David Leong Tai Wei)團隊,提出了一個顛覆性的方案:不再被動地對抗炎症,而是主動出擊,將植物的光合作用「機器」移植到角膜細胞中,讓眼睛自己生產對抗損傷的「彈藥」。
讓眼睛學會光合作用
這個大膽想法的靈感,來自一種叫囊舌海蛞蝓的奇特生物。它是自然界中為數不多能進行光合作用的動物,通過吞食並「徵用」微藻的葉綠體,在飢餓時靠陽光為生。這個跨越物種界限的現象啟發了研究人員:哺乳動物的細胞,是否也能獲得類似的能力?
眼睛,恰好是人體少數能直接接收可見光的器官,這使它成為理想的實驗對象。研究團隊從常見的菠菜中提取了光合作用的核心部件——類囊體,並將其巧妙改造,創造出一種名為LEAF(光反應富集類囊體NADPH工廠)的納米級顆粒。
這項創新的核心,在於團隊移除了葉綠體中消耗NADPH的部分,只保留了利用光能生產NADPH的「生產線」。改造後的LEAF就像一個專門的NADPH製造工廠,生產效率比天然類囊體高出約20%。這些顆粒直徑約400納米,足夠小,能輕鬆被細胞吸收,以眼藥水的形式滴入眼中,劑量低到完全不影響人的色覺。
顛覆性療法,告別乾眼困擾?
臨床前研究的結果令人振奮:使用這種新型眼藥水後,受損的角膜在短短五天內就恢復到接近健康的水平,其治療效果甚至優於市面上主流的處方藥Restasis®。這意味著,一種更簡單、有效且無創的治療方法或許已在眼前。
與現有藥物抑制特定炎症通路的思路不同,國大的這項技術直擊問題的根源。它直接為眼部細胞補充對抗氧化損傷的關鍵「燃料」NADPH,從而打破「炎症-損傷-更多炎症」的惡性循環。這不僅有望降低副作用風險,也為那些對現有療法反應不佳的患者帶來了新希望。
這項重磅研究成果已於2024年5月15日在線發表於頂尖科學期刊《細胞》(Cell)。它不僅是乾眼症治療領域的一大步,更展示了一種全新的治療範式:通過跨物種「借用」生物功能模塊,來修復人體自身的功能。從菠菜到人眼,這項技術為未來的生物醫學工程打開了無限的想像空間。
📌 要點總結
✦ 國大團隊受光合作用啟發,從菠菜中提取關鍵成分,研發出治療乾眼症的新型眼藥水。
✦ 這種眼藥水能讓眼部細胞利用光線自我補充抗炎物質,打破損傷惡性循環,5天內即可顯著修復角膜。
✦ 相比現有藥物,新療法直擊病症根源,更高效、無創且副作用風險更低,有望顛覆乾眼症的治療格局。
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