浙大科研團隊成功將光合作用搬進動物細胞

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本報杭州12月8日電（見習記者劉習 記者陸健） 動物細胞也可能擁有和植物一樣的光合作用，逆轉細胞退變衰老的“時光之門”被敲開。北京時間12月8日，浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院原創性科研成果被國際期刊《自然》雜誌以長文（Article）形式刊登，成為國內首篇登上《自然》雜誌的骨科研究文章。

浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院骨科林賢豐醫師、範順武教授團隊與浙江大學化學系唐睿康教授團隊成功從菠菜中提取了具有光合作用的“生物電池”——類囊體，並在國際上首次實現植物的類囊體跨物種遞送到動物體衰老病變的細胞內，讓動物細胞也擁有植物光合作用的能量。

數十億年來，類囊體成為植物進化出的近乎完美的能量供應細胞器，是一個可控、穩定生成ATP（腺嘌呤核苷三磷酸）和NADPH（還原型輔酶Ⅱ）的能量工廠。而越來越多的研究發現，動物細胞能量不足是組織衰老和退行性疾病發生髮展的關鍵原因，ATP和NADPH是細胞再生修復不可或缺的能量貨幣和物質貨幣。

研究團隊通過跨學科技術手段，歷經一年多的實驗和測試分析，系統地驗證了軟骨細胞膜包封的納米類囊體不僅可以有效地逃避免疫系統清除，還能夠被退變的軟骨細胞選擇性攝取。通過體外無創化光照治療，實現精確增強退變軟骨細胞內的ATP、NADPH水平並能維持足夠的“續航”能力，從而重塑軟骨細胞的合成代謝，實現退行性骨關節炎等疾病的治療。

《自然》雜誌編輯George Caputa評價道：“如何向細胞輸送能量一直是細胞生物學和臨牀醫學的巨大難題，並且實現特定代謝物含量的正確補給是臨牀治療的持久性挑戰。有什麼能夠比遞送經過數十億年生命進化的工廠——類囊體去解決上述難題更好的辦法呢？”論文評審專家Francisco Cejudo認為：“這項工作的傑出之處在於研究團隊成功地將植物‘微型細胞器’種間移植到了哺乳動物細胞。利用植物光合作用系統以依賴光能的方式在哺乳動物細胞中特異性供應ATP和NADPH的這一技術，是一項令人興奮的成就，它開闢了代謝工程的可能性。”

據悉，同期《自然》“研究簡報（Research briefing）”欄目發表了《植物細胞裝置實現了代謝物向哺乳動物細胞轉移》一文，對該研究成果進行了宣傳報道和積極評價。目前，研究團隊已同步遞交了發明專利並着手進行產品轉化。