《自然》重磅：将光合作用搬进动物细胞，中国科学家让衰老细胞重回青春！( 二 ) _健康小知识

为了恢复软骨细胞的功能，研究团队采用了新兴的细胞膜纳米涂层技术：利用小鼠的软骨细胞膜封装纳米化的类囊体，并注射到软骨受损的部位。这些“人工细胞器”迅速穿透细胞膜，注射24小时后在软骨组织中均匀分布。作为对照，使用脂质纳米颗粒包裹的类囊体止步于细胞表面。
此时的类囊体仍处于“沉睡”状态，而“唤醒”类囊体的方式自然就是光照刺激。外部一束光透过小鼠的皮肤到达软骨细胞内部，这时类囊体开始运转、生产出ATP和NADPH 。

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▲在光照刺激下，软骨细胞膜包裹的类囊体改善了小鼠的关节健康（图片来源：参考资料[1]）
研究团队观察到，光照刺激使得软骨细胞内的ATP和NADPH水平显著提升，衰老细胞的合成代谢也得到恢复。更重要的是，小鼠的关节健康状况得到明显改善。根据关节健康水平通用的评估方法，评分为5的小鼠通过治疗，可以回到1.5分的状态。（评分越高，关节炎程度越严重）软骨细胞的状态也相当于从人类的60岁回到20岁。
就这样，研究团队的“大力水手”计划成功了。

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▲基于植物来源的天然光合作用系统增强细胞合成代谢机制（图片来源：参考资料[1]）
唐睿康教授说：“这项研究展示了将天然植物来源的类囊体跨物种移植到哺乳动物细胞的生物医学应用，并且还赋予天然光合作用新的改造模式，充分体现借助材料学手段可以实现对生命过程的有效调控，这一创新性技术有望未来在医学、能源、材料等领域实现应用。 ”
论文审稿专家之一，国际植物光合作用研究领域的专家FranciscoCejudo教授点评道：“发挥植物光合作用系统以利用光能的方式在哺乳动物细胞中特异性供应ATP和NADPH ，这项技术是一项令人兴奋的成就，它开辟了代谢工程的可能性。 ”
在数十亿年的生命演化历程中，动物界与植物界早早分开，如同有一道鸿沟阻隔。但现在，这些科学家通过天马行空的构想和跨学科合作，从存在了数十亿年的植物生存机制中找到了治疗人类疾病的全新策略。我们期待，这项成果将造福人类，为更多患者带来新的希望。
浙江大学医学院附属邵逸夫医院林贤丰主治医师/特聘研究员、范顺武教授和浙江大学化学系唐睿康教授为本文的共同通讯作者，浙江大学医学院附属邵逸夫医院陈鹏飞博士、刘欣特聘研究员和顾辰辉博士生为本文的共同第一作者。
参考资料：