一种自供电的、由叶绿体驱动的纳米光系统，通过修复线粒体和激活衰老的成纤维细胞来治疗皮肤光老化问题

摘要

皮肤老化是一个不可避免的生物过程，由细胞衰老和过度暴露于有害环境因素（如紫外线（UV）辐射）引起。研究表明，具有增殖停滞、线粒体功能障碍和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）耗竭的衰老成纤维细胞是导致皮肤光老化的主机制，但目前尚缺乏针对这一机制的具体治疗方法。受到植物光合系统自供能特性的启发，我们开发了一种新型纳米光合平台，该平台将来自小球藻的纳米类囊体单元（NTUs）与基于透明质酸（HA）的微针（MNs）结合在一起，以特异性靶向衰老成纤维细胞，从而治疗皮肤光老化。该纳米光合系统配备了光合作用（PS）I/II和喹诺啉磷酸核糖转移酶（QPRT），显著增强了线粒体的生成和三磷酸腺苷（ATP）的生成，恢复了NAD(P)H的水平，并提高了细胞的合成能力，满足了光老化过程中成纤维细胞高代谢率所需的生物能量和生物合成需求。此外，由于微针具有穿透皮肤的能力且能够伪装成纤维细胞膜，这种纳米光合系统的局部应用促进了NTUs在真皮中的释放，从而实现了受损组织的再生、增加了胶原蛋白的合成，减少了与衰老相关的分泌表型（SASP），进而缓解了皮肤的光老化现象。因此，我们开发了一种具有显著抗衰老效果、生物相容性和生物安全性的“绿色纳米平台”，为退行性疾病的光驱动疗法开辟了新的途径。

图形摘要

此图片的替代文本可能是由人工智能生成的。

皮肤老化是一个不可避免的生物过程，由细胞衰老和过度暴露于有害环境因素（如紫外线（UV）辐射）引起。研究表明，具有增殖停滞、线粒体功能障碍和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）耗竭的衰老成纤维细胞是导致皮肤光老化的主机制，但目前尚缺乏针对这一机制的具体治疗方法。受到植物光合系统自供能特性的启发，我们开发了一种新型纳米光合平台，该平台将来自小球藻的纳米类囊体单元（NTUs）与基于透明质酸（HA）的微针（MNs）结合在一起，以特异性靶向衰老成纤维细胞，从而治疗皮肤光老化。该纳米光合系统配备了光合作用（PS）I/II和喹诺啉磷酸核糖转移酶（QPRT），显著增强了线粒体的生成和三磷酸腺苷（ATP）的生成，恢复了NAD(P)H的水平，并提高了细胞的合成能力，满足了光老化过程中成纤维细胞高代谢率所需的生物能量和生物合成需求。此外，由于微针具有穿透皮肤的能力且能够伪装成纤维细胞膜，这种纳米光合系统的局部应用促进了NTUs在真皮中的释放，从而实现了受损组织的再生、增加了胶原蛋白的合成，减少了与衰老相关的分泌表型（SASP），进而缓解了皮肤的光老化现象。因此，我们开发了一种具有显著抗衰老效果、生物相容性和生物安全性的“绿色纳米平台”，为退行性疾病的光驱动疗法开辟了新的途径。

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