几亿年来，动物和植物的代谢世界泾渭分明：植物通过光合作用，利用光能将水和二氧化碳转化为养分和能量；而动物则依赖消耗有机物来获取能量。

然而也有例外。软体动物海蛞蝓能够从吃下去的藻类中摄取有功能的叶绿体，并将其长期储存在消化道细胞中，在饥饿时期，它们会利用这些叶绿体进行光合作用，给自己补充能量。

受此启发，一些科学家试图将这种能力转化到人类的疾病治疗。对叶娟教授来说，她则将目光率先瞄向了干眼症——全球最常见的眼部疾病之一，受困扰人群据估计超过15亿。

作为一名临床眼科医生，叶娟教授遇到过太多干眼症患者，然而目前的药物效果有限。“我的博士后导师是国际眼表疾病知名专家Kim教授，我深受当时做的基础研究启发。”叶娟教授说，“我和梁教授尝试结合两个团队的优势，商量是否可以改变干眼症的治疗方式。”

实现这一构想的关键，是制造出一种既能在动物细胞内稳定存在，又能高效执行植物光合作用的“人工细胞器”。

光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。在叶绿体中，光反应在类囊体膜上进行，产生能量分子NADPH（所有合成代谢反应不可或缺的电子供体及强还原剂）和ATP（能量载体和代谢中间体）；而暗反应则在叶绿体基质中消耗这些能量来固定二氧化碳。

研究团队的核心策略是“取其精华，去其糟粕”：通过温和的工艺，去除了消耗NADPH的暗反应酶系，只保留结构完整、功能完好的类囊体膜堆叠结构，即类囊体基粒。

团队利用原创专利技术，从富含叶绿体的菠菜中，提取出结构和功能都完好的类囊体。同时，开发了一种创新的纳米封装技术，用生物相容性材料包裹类囊体，制造出一种直径400纳米的LEAF颗粒，小到可被动物细胞快速高效吞噬。

叶娟教授介绍：“我们将其做成了滴眼液，相当于把这些独立运行的‘微型光合工厂’搬到眼表细胞里。当眼睛看东西时，光一刺激，它们就会产生功效，来中和活性氧和炎症反应，即——我们在用眼的同时也在自动保护眼。”

LEAF进入角膜细胞后，在环境可见光的驱动下启动完整光合链反应，自主、高效地生成NADPH和ATP，效率较天然类囊体提升约20%。简单来说，LEAF可直接为细胞提供抗氧化还原力和能量，帮助恢复氧化还原平衡，并增强细胞自身抗氧化系统的活性。值得一提的是，LEAF可以随着光-暗循环多次工作，就像一个随光启停的“生物电池”。

干眼症等眼表炎症疾病打破了细胞的氧化还原平衡，本质是慢性炎症与氧化反应的恶性循环：眼睛里过度产生的活性氧（ROS）会造成炎症，而反过来炎症又会导致更多的活性氧产生、导致细胞损伤，两者互相加剧，恶性循环。现有治疗主要以抗炎、润滑类眼药水为主，但它们无法从源头上遏制住活性氧，治标不治本。

LEAF的最大亮点，即能绕开动物细胞自身的代谢限制，将治疗场景转向天然暴露于环境可见光的眼表。通过光合作用这个“外挂”，直接为角膜细胞提供源源不断的抗氧化能力，从根源上打断干眼症的恶性循环，内外夹攻，促进眼睛修复——

细胞内：修复防线、平息内乱。在环境光下，LEAF在细胞内原位生产NADPH，直接为细胞“充电”，使得细胞恢复抗氧化能力、扭转炎症状态。

 细胞外：清剿敌人，改善环境。LEAF颗粒表面“搭载”了多种植物来源的抗氧化酶，NADPH可以就地激活这些“自带酶”，增强整体组织的抗氧化酶活性，从而直接清除泪液微环境中的活性氧，在炎症信号扩散之前就将其“就地解决”。

干眼症小鼠模型实验结果振奋人心。以滴眼液为剂型给药后，让小鼠处于正常环境光下30分钟内，角膜的NADPH水平显著上升。5天后，小鼠的角膜损伤评分大幅下降，泪液分泌显著增加，几乎接近健康水平。

此外，团队还在临床干眼症患者的泪液中进行了测试。结果显示，仅仅30分钟光照，泪液中的NADPH水平就提升了约20倍，有害的活性氧降幅超过95%。

安全性评估同样令人鼓舞，LEAF制备稳定性不随时空改变，在豚鼠皮肤致敏和兔眼刺激实验中均未显示不良反应，长期用药也未观察到眼压改变或全身性毒性。