一个大胆的想法:在病人脑子里进行光合作用

中风患者大脑中的血管阻塞导致富氧血液无法进入细胞，造成严重损害。植物和一些微生物通过光合作用产生氧气。如果有一种方法可以让病人的大脑发生光合作用呢?现在，研究人员在ACS的《Nano Letters》上发表了一篇报道，他们在细胞和小鼠身上用蓝绿藻和特殊的纳米颗粒进行了概念验证。

　　

中风患者大脑中的血管阻塞导致富氧血液无法进入细胞，造成严重损害。植物和一些微生物通过光合作用产生氧气。如果有一种方法可以让病人的大脑发生光合作用呢?现在，研究人员在美国化学学会的《Nano Letters》上发表了一篇报道，他们利用蓝绿藻和特殊的纳米颗粒在细胞和小鼠身上完成了这一概念验证。

据世界卫生组织统计，全球每年有500万人死于中风。还有数百万人活了下来，但他们经常遭遇残疾，如说话困难、吞咽困难或记忆困难。最常见的原因是大脑中的血管堵塞，而防止这种类型的中风造成永久性脑损伤的最好方法是尽快溶解或手术清除堵塞。然而，这些方法只能在中风发生后很短的时间内有效，而且可能会有风险。

蓝绿藻，如长聚球藻(Synechococcus elongatus)，此前曾被研究利用光合作用治疗心脏组织和肿瘤缺氧。但激发微生物所需的可见光无法穿透头骨，而且尽管近红外光可以穿透，但不足以直接为光合作用提供能量。“上转换Up-conversion”纳米粒子通常用于成像，可以吸收近红外光子并发射可见光。所以

华中科技大学 的Lin Wang、Zheng Wang和Guobin Wang等人将S. elongatus、纳米颗粒和近红外光结合在一个新纳米光合作用系统中

研究人员将S. elongatus与纳米氧化钕上转换纳米颗粒配对，这种纳米颗粒可以将穿透组织的近红外光转化为可见光波长，微生物可以用来进行光合作用。在一项细胞研究中，他们发现纳米光合作用的方法减少了氧气和葡萄糖缺乏后死亡的神经元数量。然后，他们将这些微生物和纳米颗粒注射到大脑动脉阻塞的小鼠体内，并将小鼠暴露在近红外光下。这种疗法减少了死亡神经元的数量，改善了动物的运动功能，甚至帮助新生血管开始生长。研究人员说，尽管这种疗法仍处于动物试验阶段，但有希望在将来某一天向人类临床试验迈进。

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原文检索：Oxygen-Generating Cyanobacteria Powered by Upconversion-Nanoparticles-Converted Near-Infrared Light for Ischemic Stroke Treatment