传统印象中,光合作用是植物独有的生存机制,在叶绿体的帮助下,植物可以通过晒太阳来生成养分,这一堪称逆天的“天赋神通”让人类羡慕不已。现如今,随着科学技术进步,
光合作用或许不再为植物所独有,动物或也能进行“光合作用”。
再生医学网获悉,近日,来自浙江大学医学院附属邵逸夫医院的林贤丰、范顺武和浙江大学化学系的唐睿康研究团队成功将植物的光合作用系统放进了哺乳动物细胞中,以此增强细胞的合成代谢能力。这可以改善退变损伤细胞的代谢功能障碍,从而治疗退行性疾病。相关研究成果发表在《自然》杂志上。
据悉,研究者们尝试用这种方法治疗了小鼠的骨关节炎,并有效地改善了软骨破坏。
研究者们从菠菜的叶绿体中提取类囊体,并进一步制备得到了直径约为130nm的纳米类囊体单元(NTUs)。NTUs保留了光合作用所需的所有蛋白质成分,而且能够在光照后催化ADP产生ATP。
为了安全地把NTUs放进动物细胞,研究者们用软骨细胞膜(CM)将NTUs包裹起来,得到的CM-NTUs在一周内都相对稳定。
将CM-NTUs与细胞共培养,在五种不同的细胞中,软骨细胞吸收CM-NTUs是最强的。而且CM-NTUs能够绕过细胞的内吞机制,避免被溶酶体降解,可以稳定地存在于细胞内。
研究者用白介素-1β诱导小鼠软骨细胞的代谢损伤,然后基于光照,发现CM-NTU能够显著改善细胞的合成代谢。红光照射30分钟后,损伤细胞中ATP和NADPH水平和正常的对照细胞几乎一样了。通过手术切断小鼠的前交叉韧带,能够诱导小鼠的骨关节炎。随后,研究者给小鼠关节内注射CM-NTUs并结合光照。
手术后8周和12周进行检查,可以发现软骨破坏显著减少,OARSI评分改善。CT检查显示,CM-NTUs治疗后,小鼠关节形态改善、骨赘形成减少。此外,滑膜炎症和骨关节炎疼痛都有好转。
提起退行性病变,想必大家不会感到陌生。在过去,临床上针对退行性病变几乎无任何有效的治疗方式,这也让许多身患退行性病变疾病的患者感到万分痛苦。对此,
再生医学网表示,随着该项研究成果问世,或许能够彻底改写退行性病变治疗史。