自然界中，植物的叶绿体通过光合作用将光能转化为化学能（ATP和NADPH）。其中，类囊体膜是光反应的直接场所，负责捕获光能并生产能量载体。科学家已知一些海洋生物如海蛞蝓能够“窃取”藻类的叶绿体为自己所用。这启发了研究团队思考：是否可以将这种跨物种的能量交换机制应用于哺乳动物，特别是利用眼睛这个天然的光照“窗口”来治疗疾病？

一个国际合作团队通过模仿自然界中跨物种的生物能量转移现象，成功将菠菜等植物中负责光合作用光反应的完整类囊体膜结构，移植到了哺乳动物细胞中。

研究团队利用机械分离和离心技术，从绿叶蔬菜中获得了完整且功能保持的类囊体颗粒。为了确保这些植物结构能够被动物细胞有效摄取并稳定发挥作用，研究人员利用纳米技术对其进行了封装，构建了名为“LEAF”（light-reaction enriched thylakoid NADPH-foundry, 光照反应富集的类囊体NADPH制造工厂）的纳米颗粒。

实验证明，LEAF能够被小鼠和人类的角膜细胞等哺乳动物细胞“吃”进去，并像临时细胞器一样在宿主细胞内自主运作。在光照条件下，LEAF能在哺乳动物细胞内持续数小时地进行光合作用，稳定产生ATP（能量通货）和NADPH（抗氧化核心辅酶）。

LEAF产生的NADPH高效驱动了细胞内的抗氧化机制，清除了过氧化物和活性氧。在干眼症细胞模型中，LEAF显著降低了炎症相关基因的表达，增强了细胞抵抗氧化应激的能力，修复了受损的代谢和功能。在动物实验中，通过滴眼液方式接受LEAF的干眼症模型小鼠，其角膜厚度和泪液分泌功能都得到了显著的恢复，逆转了疾病的病理进展。

临床应用展望

这项颠覆性的研究将植物的“光能利用技术”引入动物细胞，开辟了“光能医学”这一全新领域。

（1）干眼症的新疗法：目前全球数亿干眼症患者主要依赖人工泪液或抗炎药物，对症治疗且难以根治。LEAF通过在眼表原位生成NADPH和ATP，从代谢和抗炎的根源上进行修复，有望成为一种全新机制的突破性疗法。

（2）扩展至其他炎症/代谢疾病：角膜是身体中唯一完全透明且持续暴露于自然光的组织，这使得眼睛成为应用LEAF技术最完美的“培养皿”。理论上，这一策略很可能延伸至治疗其他紫外线可及的浅表或腔道组织疾病。此外，该研究的思路也为开发治疗其他炎症相关疾病（如关节炎、皮肤炎等）的技术平台奠定了基础。-2

（3）构建新型细胞能量源：该技术相当于为哺乳动物细胞提供了一个可随时开启的“光能充电宝”。它不依赖于传统线粒体电子传递链，为理解生物能量学提供了全新模型，也有望应用于能量代谢缺陷相关的罕见病治疗。

尽管前景光明，该技术离广泛临床应用尚有距离。目前LEAF在细胞内的活性维持时间较短（仅数小时），且其长期安全性和潜在的免疫原性仍需在大型动物和临床试验中进行严格评估。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Kuoran Xing et al, Transplanting light-dependent reactions for mammalian eye photosynthesis, Cell (2026). DOI: 10.1016/j.cell.2026.04.034.