曬太陽要幾小時才黑？以色列研究終解開當中細胞機制

有沒有發覺，曬完陽光後一段時間先感覺自己的皮膚變黑？最新刊於《皮膚病學研究雜誌》的研究指出，曬黑只有在皮膚進行緊急 DNA 修復後才會發生，過程可能需要數個小時。

通過對人類和小鼠皮膚進行實驗，以色列特拉維夫大學分子生物學家 Nadav Elkoshi 領導的團隊得出以上的結論。他解釋，當中涉及保護皮膚免受危險的紫外線輻射的兩種機制。第 1 種是修復被紫外線破壞的皮膚細胞 DNA ；第 2 種則涉及增加黑色素的產生，而黑色素會使皮膚變黑，以保護皮膚免受未來接觸的紫外線影響。

團隊原本假設曬黑延遲出現是​​資源優先順序的結果：細胞的所有資源都會被運用，盡快修復由紫外線輻射造成的損傷。當任務完成後，細胞才能分配資源來產生黑色素。

為了驗證假設，團隊首先將取自同意研究的手術患者皮膚，放在在培養皿中培養，並將之暴露於紫外線 B (UVB) 輻射下，以研究細胞對輻射損傷的反應活性。

他們證實，一種名為 ATM 、對細胞修復非常關鍵的蛋白激酶 (protein kinase) 由 DNA 損傷激活，該種酵素在 UVB 出現後不久就會發揮作用。

團隊此後嘗試在無 UVB 照射的情況下觸發 ATM 活動，並觀察小鼠與人類皮膚樣本情況。最後顯示，即使在無 UVB ，老鼠和人類的皮膚在一段時間後都會變成啡色。對所涉及的細胞過程的仔細檢查表明，激活 ATM 會阻止負責增加黑色素生成的 MITF 蛋白生成，從而優先進行 DNA 修復。

有參與研究的特拉維夫大學生物化學家和分子生物學家 Carmit Levy 解釋，在必須暴露於太陽紫外線輻射時，保護遺傳信息免受基因突變影響最為重要，因此細胞內部的修復機制優先發揮其作用。他表示，本質上 DNA 修復機制告訴細胞停止所有其他機制，直到 DNA 完成修復，而過程在紫外線照射後幾個小時才完成。

團隊又懷疑 DNA 修復甚至可能利用色素沉著機制的某些組成部分，以盡可能提高細胞存活的機會，以及盡力減少基因突變的機會。

團隊認為，發現可用於幫助研究、理解、預防和治療皮膚受輻射損傷的影響，甚至可能研發新的療法預防皮膚癌。

來源：

Science Alert, Why Does It Take a While For a Tan to Show Up? Scientists Have Finally Worked It Out

報告：

Moots, H.M., Antonio, M., Sawyer, S. & et al. (2023). ATM signaling delays skin pigmentation upon UV exposure by mediating MITF function towards DNA repair mode. Journal of Investigative Dermatology. doi: 10.1016/j.jid.2023.03.1686

文／AC