互动科普

夏日炎炎时，为防止紫外线损伤皮肤，许多人都觉得有必要涂上一层防晒霜。但是，科学家可能已经找到了一种新的方式来阻挡这些危险的射线——利用纳米颗粒模仿黑色素，来保护皮肤细胞。如果证实确实有效，那么这种方法不仅可以用来防晒，还可用来治疗某些皮肤病。

黑色素是人体对抗紫外线诱发的DNA损伤的重要屏障之一。在皮肤表层下，有一种特殊的细胞能分泌黑素体，黑素体可以产生、储存以及运输黑色素。皮肤中的角质细胞可以吸收这些黑色素，并在细胞核周围形成具有保护性的、能够阻挡紫外线的外壳。然而，患有白化病和白癜风等皮肤病的人群体内无法正常生成黑色素，因此对紫外线的影响异常敏感。

为了合成这种黑素体，加利福尼亚大学圣迭戈分校的研究人员将多巴胺（一种在大脑和人体其他部位发现的神经递质）浸泡在碱性溶剂中。这一步骤产生了类黑色素纳米颗粒，这些纳米颗粒的外壳与内核由聚多巴胺（一种多巴胺基聚合物）组成。当把这种合成的颗粒与人体角质细胞一同放入培养皿中时，纳米颗粒会被角质细胞吸收，并像天然黑色素一样，分布在细胞核周围。

“这些角质细胞能够处理合成的纳米颗粒，将它们转化成盖在细胞核上的‘帽子’，”该项研究的参与者、目前就职于美国西北大学的生物化学家内森·詹内斯基（Nathan Gianneschi）说。“同黑色素一样，这种合成材料也可以使肤色变暗，但它并非仅仅通过填充细胞使细胞变暗，”詹内斯基指出，“实际上这种材料成为细胞结构的一部分。”

类黑色素纳米颗粒不仅可以像天然黑色素一样，通过皮肤细胞运输和分布，也可以像天然黑色素一样保护细胞的DNA。研究人员把皮肤细胞和纳米颗粒放在一起培养，然后将它们暴露在紫外线下。三天后，吸收了纳米颗粒的皮肤细胞有50%存活了下来，而未吸收纳米颗粒的细胞存活率只有10%。这项研究结果已于今年早些时候发表在了《美国化学学会核心科学》（ACS Central Science）杂志上。

现在研究人员小组已经知道，类黑色素纳米颗粒与天然黑色素的功能一致，都可以有效地保护皮肤细胞，接下来的工作就是搞清楚其中的生物机制了。