生物合成黑色素納米顆粒有望用于光熱治療

光熱治療作為一種腫瘤光學治療策略，可以有針對性地在局部殺死癌細胞，在惡性腫瘤治療方面具有微創、長效、安全等特點。但許多光熱療劑由于生物相容性差、生產和加工過程反應方法復雜、反應條件苛刻等治療效果并不理想。

因此，在環境友好的條件下開發生物相容性好的光熱療劑具有重要的研究意義。而黑色素作為一種多功能色素，被廣泛應用于能源和生物醫學等領域，特別是癌癥的成像診斷和光熱療法。目前市面上的黑色素主要是通過化學合成或從烏賊中提取獲得的，這些方法并不適用于大規模生產。與之相較，生物合成黑色素則具備反應條件溫和，環境友好，生物相容性好等優勢。

2022年12月29日，中國科學院深圳先進技術研究院合成生物學研究所嚴飛團隊通過生物合成的方式聚合生成黑色素納米顆粒，相關研究成果發表于材料領域國際知名期刊Small。

研究團隊在大腸桿菌中異源表達了酪氨酸酶，并通過酪氨酸酶可催化底物L-酪氨酸羥化生成3,4-二羥基苯丙氨酸(L-DOPA)，L-DOPA進一步氧化生成多巴醌，多巴醌聚合生成黑色素納米顆粒。  此外，研究團隊對生物合成的黑色素納米顆粒的結構進行了表征，評估了其光熱性能和生物安全性。 實驗結果表明生物合成的黑色素納米顆粒光熱穩定性好，光熱轉化效率高，生物相容性好，具備優良的光聲成像性能，可作為一種環境友好的光熱療劑用于光聲成像引導的光熱治療，有著重要的研究價值與應用前景。

該研究中，深圳先進院是第一通訊單位。深圳先進院研究員嚴飛，深圳大學教授林靜，廣東醫科大學附屬醫院主任醫師徐曉紅為該文章的共同通訊作者。深圳先進院博士研究生扶美君，南方醫科大學博士研究生楊玉萍，河北醫科大學碩士研究生張兆萌為該文章的共同第一作者。