在炎热的夏季，许多人觉得有必要涂抹更多防晒霜，以防止太阳的紫外线辐射灼伤皮肤。但科学家们可能已经找到了一种阻挡这些危险射线的新方法：模仿黑色素的纳米粒子，可以从内部保护皮肤细胞。如果得到证实，这种方法可以用于开发更好的局部保护措施，并可能用于治疗某些皮肤疾病。
使皮肤变黑的色素黑色素是人体抵抗紫外线诱导的DNA损伤的主要天然防御机制之一。在皮肤表面之下，特殊细胞分泌黑素体，黑素体产生、储存和运输黑色素。这些结构被名为角质形成细胞的皮肤细胞吸收，并在细胞核周围形成保护性的、阻挡紫外线的外壳。然而，患有白化病和白癜风等疾病的人，黑色素生成存在缺陷，极易受到紫外线的影响。
为了制造这些黑素体的合成版本，加州大学圣地亚哥分校的研究人员将多巴胺——一种在大脑和身体其他部位发现的信号化学物质——沐浴在碱性溶液中。这一步骤产生了类黑色素纳米粒子，其外壳和核心由聚多巴胺（一种基于多巴胺的聚合物）制成。当在培养皿中与人类角质形成细胞一起孵育时，合成粒子被皮肤细胞吸收，并像天然黑色素一样分布在细胞核周围。
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研究报告的作者，现任西北大学生物化学家的内森·吉安内斯基说，细胞“能够处理[合成纳米粒子]，然后将其转化为细胞核上的一种帽状物”。与黑色素一样，合成材料也起到色素的作用，使皮肤变黑，但“不仅仅是填充细胞并使其变黑”，他说。“它实际上构建了它们。”
类黑色素纳米粒子不仅像天然黑色素一样被运输和分布在皮肤细胞中，它们还保护了细胞的DNA。研究人员将皮肤细胞与纳米粒子一起孵育，然后将它们暴露在紫外线辐射下三天。吸收了纳米粒子的皮肤细胞存活率为50%，而没有纳米粒子的皮肤细胞存活率仅为10%。该研究结果于今年早些时候发表在ACS Central Science杂志上。
现在团队已经知道类黑色素纳米粒子的处理方式与天然黑色素相同，并且能有效保护细胞，下一步将是确定吸收机制。