納米顆粒模仿黑色素

2020-12-19 中國科學技術館

撰文馬修·塞達卡(Matthew Sedacca

 

圖片來源:Acs Central Science,2017,3(6):564

 

    夏日炎炎時,為防止太陽紫外線對皮膚造成損傷,許多人都覺得有必要塗上一層厚厚的防曬霜。但是,科學家可能已經找到了一種新的方式來阻擋這些危險的射線——利用納米顆粒模仿黑色素,來保護皮膚細胞。如果證實確實有效,那麼這種方法不僅可以用來防曬,還可用來治療某些皮膚病。

    黑色素是人體對抗紫外線誘發的DNA損傷的重要屏障之一。在表層下,有一種特殊的細胞能分泌黑素體,黑素體可以產生、儲存以及運輸黑色素皮膚中的角質細胞可以吸收這些黑色素,並在細胞核周圍形成具有保護性的、能夠阻擋紫外線的外殼。然而,患有白化病和白癜風等皮膚病的人群體內無法正常生成黑色素,因此對紫外線的影響異常敏感。

    為了合成這種黑素體,加利福尼亞大學聖地牙哥分校的研究人員將多巴胺(一種在大腦和人體其他部位發現的神經)浸泡在鹼性溶劑中。這一步驟產生了類黑色素納米粒,這些納米顆粒的外殼與內核由聚多巴胺(一種多巴胺基聚合物)組成。當把這種合成的顆粒與人體角質細胞一同放入培養皿中時,納米顆粒會被角質細胞吸收,並像天然黑色素一樣,分布在細胞核周圍。

    「這些角質細胞能夠處理合成的納米顆粒,將它們轉化成蓋在細胞核上的『帽子』,」該項研究的作者、目前就職於美國西北大學的生物化學家內森·詹內斯基Nathan Gianneschi)說。「同黑色素一樣,這種合成材料也可以使膚色變暗,但它並非僅僅通過填充細胞,使細胞變暗,」詹內斯基指出,「實際上這種材料構成了細胞。」

    類黑色素納米粒不僅可以像天然黑色素一樣,通過皮膚細胞運輸和分布,也可以像天然黑色素一樣保護細胞的DNA。研究人員把皮膚細胞和納米顆粒放在一起培養,然後將它們暴露在紫外線下。三天後,吸收了納米顆粒的皮膚細胞有50%存活了下來,而未吸收納米顆粒的細胞存活率只有10%。這項研究結果已於今年早些時候發表在了《美國化學學會核心科學》(ACS Central Science)雜誌上。

現在研究人員小組已經知道,類黑色素納米顆粒與天然黑色素的功能一致,都可以有效地保護皮膚細胞,接下來的工作就是搞清楚其中的生物機制了。

 

翻譯季韜

本文來自:環球科學

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[責任編輯:環球科學]

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