在炎熱的夏季，許多人覺得有必要塗抹更多防曬霜，以防止太陽的紫外線輻射灼傷皮膚。但科學家們可能已經找到了一種阻擋這些危險射線的新方法：模仿黑色素的奈米粒子，可以從內部保護皮膚細胞。如果得到證實，這種方法可以用於開發更好的區域性保護措施，並可能用於治療某些皮膚疾病。
使皮膚變黑的色素黑色素是人體抵抗紫外線誘導的DNA損傷的主要天然防禦機制之一。在皮膚表面之下，特殊細胞分泌黑素體，黑素體產生、儲存和運輸黑色素。這些結構被名為角質形成細胞的皮膚細胞吸收，並在細胞核周圍形成保護性的、阻擋紫外線的外殼。然而，患有白化病和白癜風等疾病的人，黑色素生成存在缺陷，極易受到紫外線的影響。
為了製造這些黑素體的合成版本，加州大學聖地亞哥分校的研究人員將多巴胺——一種在大腦和身體其他部位發現的訊號化學物質——沐浴在鹼性溶液中。這一步驟產生了類黑色素奈米粒子，其外殼和核心由聚多巴胺（一種基於多巴胺的聚合物）製成。當在培養皿中與人類角質形成細胞一起孵育時，合成粒子被皮膚細胞吸收，並像天然黑色素一樣分佈在細胞核周圍。
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研究報告的作者，現任西北大學生物化學家的內森·吉安內斯基說，細胞“能夠處理[合成奈米粒子]，然後將其轉化為細胞核上的一種帽狀物”。與黑色素一樣，合成材料也起到色素的作用，使皮膚變黑，但“不僅僅是填充細胞並使其變黑”，他說。“它實際上構建了它們。”
類黑色素奈米粒子不僅像天然黑色素一樣被運輸和分佈在皮膚細胞中，它們還保護了細胞的DNA。研究人員將皮膚細胞與奈米粒子一起孵育，然後將它們暴露在紫外線輻射下三天。吸收了奈米粒子的皮膚細胞存活率為50%，而沒有奈米粒子的皮膚細胞存活率僅為10%。該研究結果於今年早些時候發表在ACS Central Science雜誌上。
現在團隊已經知道類黑色素奈米粒子的處理方式與天然黑色素相同，並且能有效保護細胞，下一步將是確定吸收機制。