合成黑色素快速修复晒伤、水泡

　　

在一项新的研究中，科学家们表明，他们的合成黑色素，模仿人类皮肤中的天然黑色素，可以局部涂抹在受伤的皮肤上，加速伤口愈合。这些影响既发生在皮肤本身，也发生在全身。

科学家们说，合成黑色素涂抹在面霜中，可以保护皮肤免受阳光照射，并治愈因阳光损伤或化学灼伤而受伤的皮肤。这项技术的工作原理是清除自由基，自由基是由受伤的皮肤产生的，比如晒伤。如果不加以控制，自由基的活性会损害细胞，最终可能导致皮肤老化和皮肤癌。

这项研究将发表在11月2日的《Nature npj Regenerative Medicine》杂志上。

人类和动物体内的黑色素为皮肤、眼睛和头发提供色素沉着。这种物质可以保护你的细胞免受阳光的伤害，在阳光下增加色素沉着——这一过程通常被称为晒黑。皮肤中的这种色素也能自然地清除自由基，以应对工业和汽车尾气造成的环境污染。

“人们不认为他们的日常生活是对皮肤的伤害，”共同通讯作者Kurt Lu博士说。“如果你每天露脸走在阳光下，你就会受到低强度、持续的紫外线照射。这种情况在中午高峰时间和夏季更加严重。我们知道暴露在阳光下的皮肤会衰老，而穿衣服保护的皮肤则不会那么显老。”

由于时间老化和外部环境因素，包括环境污染，皮肤也会老化。

所有这些对皮肤的伤害都会导致自由基的产生，自由基会引起炎症，破坏胶原蛋白。这就是老年皮肤看起来与年轻皮肤非常不同的原因之一。

当科学家们制造出人工合成的黑色素纳米粒子时，他们修改了黑色素的结构，使其具有更高的自由基清除能力。

“与人类黑色素相比，每克合成黑色素能够清除更多的自由基，”西北大学雅各布和罗莎琳·科恩化学、材料科学与工程、生物医学工程和药理学教授Nathan Gianneschi说。“它就像超级黑色素。它具有生物相容性，可降解性，无毒，擦在皮肤上时清澈。在我们的研究中，它就像一个有效的海绵，去除有害因素，保护皮肤。”

一旦涂在皮肤上，黑色素就停留在皮肤表面，不会被下面的皮肤吸收。

Gianneschi说:“我们在皮肤表层和全身都能看到这种合成黑色素，它能稳定皮肤，使皮肤走上愈合的道路。”

转向新理论

研究黑色素近10年的科学家们首先测试了他们的合成黑色素作为防晒霜。

“它可以保护皮肤和皮肤细胞免受伤害，”Gianneschi说。“接下来，我们想知道合成黑色素的主要功能是吸收自由基，是否可以在皮肤受伤后局部使用，并对皮肤产生愈合作用?”事实证明，这正是它的工作原理。”

这种合成黑色素乳霜可以用作增强防晒霜，增加保护作用，并作为保湿霜的增强剂，促进皮肤修复。

Lu说:“你可以在出去晒太阳之前和晒完太阳之后穿上它。在这两种情况下，我们都发现皮肤损伤和炎症有所减少。你是在保护和修复皮肤。这是一个持续的修复过程。”

卢说，这种药膏也可能用于治疗水泡和开放性溃疡。

局部面霜使免疫系统安静下来

Gianneschi和Lu发现，合成黑色素霜通过吸收受伤后的自由基，使免疫系统平静下来。角质层，成熟皮肤细胞的外层，与下面的表皮相通。它是表层，接收来自身体和外界的信号。通过平息表面的破坏性炎症，身体可以开始愈合，而不是变得更加发炎。

“表皮和上层与整个身体沟通，”Lu说。“这意味着稳定这些上层可以导致主动愈合的过程。”

实验是如何进行的

科学家们使用一种化学物质对培养皿中的人体皮肤组织样本产生起泡反应。水泡表现为皮肤的上层彼此分离。

他们等了几个小时，然后把他们的局部黑色素霜涂在受伤的皮肤上。在最初的几天里，这种面霜通过帮助皮肤自身的自由基清除酶恢复，然后阻止炎症蛋白的产生，促进了免疫反应。这引发了一连串的反应，他们观察到愈合率大大提高。这包括保护下面健康的皮肤层。在没有使用黑色素霜的样本中，水泡持续存在。

Lu说:“这种疗法的效果是让皮肤在免疫系统的协调下进入一个愈合和修复的周期。”

黑色素可以保护人们免受包括神经毒气在内的毒素的侵害

Gianneschi和Lu正在研究黑色素，这是美国国防部(DOD)和美国国立卫生研究院(NIH)资助的研究项目的一部分。这包括研究黑色素作为衣服的染料，它也可以作为环境中毒素的吸收剂，尤其是神经毒气。他们展示了他们可以用黑色素把军装染成黑色，并且可以吸收神经毒气。

黑色素还能吸收重金属和毒素。Gianneschi说:“虽然它可以自然地发挥作用，但我们已经设计了它，以优化我们的合成版本对这些有毒分子的吸收。”

科学家们正在寻求临床转化和试验测试合成黑色素霜的功效。作为第一步，科学家们最近完成了一项试验，表明合成黑色素对人体皮肤没有刺激性。

根据他们的观察，黑色素可以保护生物组织免受高能辐射的伤害，他们推测这可能是一种有效的治疗皮肤辐射烧伤的方法。

这项有希望的工作很可能为将来接受放射治疗的癌症患者提供治疗选择。

Dauren Biyashev, Zofia E. Siwicka, Ummiye V. Onay, Michael Demczuk, Dan Xu, Madison K. Ernst, Spencer T. Evans, Cuong V. Nguyen, Florencia A. Son, Navjit K. Paul, Naneki C. McCallum, Omar K. Farha, Stephen D. Miller, Nathan C. Gianneschi, Kurt Q. Lu. Topical application of synthetic melanin promotes tissue repair. npj Regenerative Medicine, 2023; 8 (1)