代谢工程调控黑色素纳米粒子生物合成以增强乳腺肿瘤光热治疗

本研究针对化学合成光热剂存在生物安全性问题，通过代谢工程策略构建酪氨酸酶(tyr1)、酪氨酸酶相关蛋白1(Tyrp1)和多巴色素互变异构酶(Dct)多酶系统，成功制备具有更高聚合度和近红外吸收的黑色素纳米粒子(Mel-A)，其光热转换效率达66.5%，显著提升乳腺肿瘤光热治疗效果并具备良好光声成像性能，为肿瘤诊疗提供新思路。

　　

通过代谢调控策略优化黑色素纳米粒子的生物合成过程，研究人员开发了多酶协同系统——同时过表达酪氨酸酶(tyr1)、酪氨酸酶相关蛋白1(Tyrp1)与多巴色素互变异构酶(Dct)。相较于单酶系统生产的黑色素纳米粒子(Mel-M)，新制备的Mel-A颗粒表现出更高的产量、增强的聚合程度以及显著提升的近红外(NIR)吸收特性。该生物合成纳米材料不仅具备优异的光热稳定性和生物相容性，更实现了66.5%的高光热转换效率，同时展现出卓越的光声成像(PAI)性能。在乳腺肿瘤治疗模型中，Mel-A介导的光热治疗(PTT)显著抑制了肿瘤生长，为癌症诊断与治疗提供了新型生物合成策略。