在所有不同类型的癌症治疗中， 光动力疗法 ——利用光来破坏恶性细胞——可能会产生最奇怪的副作用之一：患者通常能够在黑暗中看得更清楚。分子模拟显示：由于二氢卟酚 e6 吸收红外线辐射，它会与眼组织中的氧气相互作用，将其转化为高活性单线态氧——在破坏癌细胞的同时，单线态氧还可以与视网膜发生反应并增强夜视能力。
在所有不同类型的癌症治疗中， 光动力疗法 ——利用光来破坏恶性细胞——可能会产生最奇怪的副作用之一：患者通常能够在黑暗中看得更清楚。
去年，研究人员终于弄清楚了为什么会发生这种情况： 视紫红质是我们眼睛视网膜中的一种光敏蛋白，它与一种称为二氢卟酚e6的光敏化合物相互作用，这是此类癌症治疗的关键组成部分。
这项工作建立在科学家已经知道的有机化合物视黄醛的基础上，这种化合物存在于眼睛中，通常对红外光不敏感。
可见光触发视网膜与视紫质分离——这被转换成我们的大脑解释看到的电信号。虽然我们在晚上没有多少可见光，但事实证明，这种机制也可以通过光和化学的另一种组合来触发。
在红外光和二氢卟酚注射下，视网膜的变化方式与可见光下相同。
2020 年 1 月，法国洛林大学的化学家安东尼奥·莫纳里 (Antonio Monari) 在CNRS告诉劳尔·卡约斯 (Laure Cailloce) 时说：“这解释了夜间视力增加的原因。”
“然而，我们并不确切知道视紫质及其活性视黄醛基团如何与二氢卟酚相互作用。我们现在已经通过分子模拟成功阐明了这种机制。”
连同一些高级化学计算，该团队使用分子模拟来模拟单个原子的运动（根据它们各自的吸引力或排斥力），以及化学键的断裂或产生。
模拟运行了几个月 - 并通过数百万次计算 - 在它能够准确地模拟红外辐射引起的化学反应之前。在现实生活中，反应会在几纳秒内发生。
“在我们的模拟中，我们将一种虚拟视紫质蛋白插入其脂质膜，与几个二氢卟酚 e6 分子和水或数万个原子接触，”莫纳里告诉CNRS。
分子模拟显示：由于二氢卟酚 e6 吸收红外线辐射，它会与眼组织中的氧气相互作用，将其转化为高活性单线态氧——在破坏癌细胞的同时，单线态氧还可以与视网膜发生反应并增强夜视能力。
现在科学家们知道了支持这种奇怪副作用的化学反应，他们可能能够限制接受光动力治疗的患者发生这种情况的机会，他们报告说在黑暗中看到了剪影和轮廓。
更进一步，这种化学反应甚至可以用来帮助治疗某些类型的失明或对光过度敏感——尽管绝对不建议尝试使用二氢卟酚 e6 来让自己拥有超人的夜视能力。
这是我们也可以从分子模拟中获得洞察力的另一个例子，以及地球上最强大的计算机如何能够让我们比其他方式更深入地了解科学。
“分子模拟已经被用于阐明基本机制——例如，为什么某些 DNA 损伤比其他损伤更好地修复——并通过模拟它们与选定目标的相互作用来选择潜在的治疗分子，”莫纳里告诉CNRS。
该研究发表在《物理化学快报》上。