Small | 生物合成黑色素納米顆粒用于光聲成像引導(dǎo)的光熱治療
光熱治療作為一種腫瘤光學(xué)治療策略,可以有針對性地在局部殺死癌細(xì)胞,在惡性腫瘤治療方面具有微創(chuàng)、長效、安全等特點。但許多光熱療劑由于生物相容性差、生產(chǎn)和加工過程反應(yīng)方法復(fù)雜、反應(yīng)條件苛刻等治療效果并不理想。因此,在環(huán)境友好的條件下開發(fā)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(yīng)用于能源和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)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(xué)合成或從烏賊中提取獲得的,這些方法并不適用于大規(guī)模生產(chǎn)。與之相較,生物合成黑色素則具備反應(yīng)條件溫和,環(huán)境友好,生物相容性好等優(yōu)勢。
近日,中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院合成生物學(xué)研究所嚴(yán)飛研究員團(tuán)隊通過生物合成的方式聚合生成黑色素納米顆粒,相關(guān)研究成果以“Biosynthesis of Melanin Nanoparticles for Photoacoustic Imaging Guided Photothermal Therapy”為題發(fā)表于材料領(lǐng)域國際知名期刊Small。

文章上線截圖
研究團(tuán)隊在大腸桿菌中異源表達(dá)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(jìn)一步氧化生成多巴醌,多巴醌聚合生成黑色素納米顆粒。


圖2.黑色素納米顆粒的生物合成與表征。 (a) 黑色素納米顆粒在大腸桿菌中生物合成的示意圖, (b) 黑色素生物合成過程中不同時間點代表性圖片, (c) 定量分析不同時間點黑色素生成的產(chǎn)量, (d) 黑色素納米顆粒生物合成過程中不同時間點(0, 3 h, 6 h, 12 h)的樣品進(jìn)行RNA-seq文庫構(gòu)建并測序分析, (e) 表達(dá)顯著變化基因的火山圖, (f) 黑色素納米顆粒的TEM圖片(Scale bar =50 nm ) ,(g) DLS測定黑色素納米顆粒的水合動力直徑, (h) 不同濃度的生物合成黑色素納米顆粒的紫外可見吸收光譜。
深圳先進(jìn)院是第一通訊單位。深圳先進(jìn)院嚴(yán)飛研究員,深圳大學(xué)林靜教授,廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院徐曉紅主任醫(yī)師為該文章的共同通訊作者。深圳先進(jìn)院博士研究生扶美君,南方醫(yī)科大學(xué)博士研究生楊玉萍,河北醫(yī)科大學(xué)碩士研究生張兆萌為該文章的共同第一作者。
附件下載: