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《自然》重磅：將光合作用搬進動物細胞，中國科學家讓衰老細胞重回青春！( 二 )

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為了恢復軟骨細胞的功能 ， 研究團隊采用了新興的細胞膜納米涂層技術：利用小鼠的軟骨細胞膜封裝納米化的類囊體 ， 并注射到軟骨受損的部位 。 這些“人工細胞器”迅速穿透細胞膜 ， 注射24小時后在軟骨組織中均勻分布 。 作為對照 ， 使用脂質納米顆粒包裹的類囊體止步于細胞表面 。
此時的類囊體仍處于“沉睡”狀態 ， 而“喚醒”類囊體的方式自然就是光照刺激 。 外部一束光透過小鼠的皮膚到達軟骨細胞內部 ， 這時類囊體開始運轉、生產出ATP和NADPH 。
《自然》重磅：將光合作用搬進動物細胞，中國科學家讓衰老細胞重回青春！
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▲在光照刺激下 ， 軟骨細胞膜包裹的類囊體改善了小鼠的關節健康（圖片來源：參考資料[1]）
研究團隊觀察到 ， 光照刺激使得軟骨細胞內的ATP和NADPH水平顯著提升 ， 衰老細胞的合成代謝也得到恢復 。 更重要的是 ， 小鼠的關節健康狀況得到明顯改善 。 根據關節健康水平通用的評估方法 ， 評分為5的小鼠通過治療 ， 可以回到1.5分的狀態 。 （評分越高 ， 關節炎程度越嚴重）軟骨細胞的狀態也相當于從人類的60歲回到20歲 。
就這樣 ， 研究團隊的“大力水手”計劃成功了 。
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▲基于植物來源的天然光合作用系統增強細胞合成代謝機制（圖片來源：參考資料[1]）
唐睿康教授說：“這項研究展示了將天然植物來源的類囊體跨物種移植到哺乳動物細胞的生物醫學應用 ， 并且還賦予天然光合作用新的改造模式 ， 充分體現借助材料學手段可以實現對生命過程的有效調控 ， 這一創新性技術有望未來在醫學、能源、材料等領域實現應用 。 ”
論文審稿專家之一 ， 國際植物光合作用研究領域的專家FranciscoCejudo教授點評道：“發揮植物光合作用系統以利用光能的方式在哺乳動物細胞中特異性供應ATP和NADPH ， 這項技術是一項令人興奮的成就 ， 它開辟了代謝工程的可能性 。 ”
在數十億年的生命演化歷程中 ， 動物界與植物界早早分開 ， 如同有一道鴻溝阻隔 。 但現在 ， 這些科學家通過天馬行空的構想和跨學科合作 ， 從存在了數十億年的植物生存機制中找到了治療人類疾病的全新策略 。 我們期待 ， 這項成果將造福人類 ， 為更多患者帶來新的希望 。
浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院林賢豐主治醫師/特聘研究員、范順武教授和浙江大學化學系唐?？到淌跒楸疚牡墓餐ㄓ嵶髡?， 浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院陳鵬飛博士、劉欣特聘研究員和顧辰輝博士生為本文的共同第一作者 。
參考資料：