科學人／防曬觀念更新！RNA才是造成曬傷元凶 損傷後導致細胞死亡

你是否對去年屢屢創下高溫紀錄的夏天記憶猶新，尤其是在戶外活動沒做好防曬，結果因曬傷讓自己變得紅通通，好像一隻煮熟的蝦子？科學界長久以來一直認為曬傷是因為因為紫外線對皮膚細胞中的DNA造成損害，導致細胞死亡和發炎。但是，最近卻有個科學研究丟出了一個震撼彈：造成曬傷的元凶可能不是DNA，而是比較低調的RNA！

RNA是什麼？讓我們先來快速充個電

在深入了解這個新發現之前，先讓我們簡單複習一下生物課本。DNA就像是細胞的「藍圖」，負責儲存我們所有的遺傳訊息。而RNA則負責將DNA的訊息傳遞到細胞核之外，進行各種基因調控並製造蛋白質。RNA中研究最透徹的是信使RNA（messenger RNA, mRNA），顧名思義它就像是「郵差」，負責把DNA轉錄出來的訊息送到核糖體（ribosomes）這個「工廠」，讓核糖體生產蛋白質。簡單來說，DNA是老闆，mRNA是總經理，核糖體是工人，它們得一環接一環合作才蓋得好房子（細胞）。

紫外線造成一連串壓力反應導致細胞死亡

這項顛覆性的研究，是由丹麥哥本哈根大學和新加坡南洋理工大學的科學家共同完成，並發表在頂尖期刊《分子細胞》（Molecular Cell）上。研究指出，當皮膚暴露在紫外線下時，首先受到損害的並不是DNA，而是RNA！更精確地說，受到損傷的就是mRNA。當mRNA受損後，會觸發細胞內的「核糖毒性壓力反應」（ribotoxic stress response）。這個反應就像是細胞內的警報系統，會啟動一連串的連鎖反應，導致皮膚發炎、細胞死亡，這就是讓我們叫苦連天的曬傷。

在這個實驗中，研究人員首先同步觀察了小鼠和人類的皮膚細胞，結果發現兩者對紫外線的反應竟然驚人地一致。研究人員深入研究發現，當mRNA因紫外線而受損時，會觸發核糖體產生反應，而這個過程是由一種叫做ZAK-alpha的蛋白質所控制。 ZAK-alpha就像是「核糖毒性壓力反應」這個警報系統的總指揮，一旦發現有mRNA受損，就會發出命令呼喚免疫細胞展開肅清，最終造成細胞發炎和死亡。

為了進一步確認ZAK-alpha的重要性，研究人員在小鼠身上動了點手腳，他們把小鼠的ZAK基因給剔除。結果發現，這些沒有ZAK基因的小鼠，即使暴露在紫外線下，也不會出現發炎和細胞死亡的反應，也就是不會有曬傷反映。這證實了ZAK-alpha在曬傷反應中扮演著舉足輕重的角色。簡單來說，沒有ZAK-alpha這個總指揮，細胞和免疫系統就不知道該如何對紫外線做出反應，就像一群沒接到指令的士兵，只能呆呆地站著。

科學界的典範轉移，教科書必須改寫

這項研究的共同作者之一，哥本哈根大學細胞與分子醫學系的助理教授溫德（Anna Constance Vind）表示：「過往教科書上說，曬傷會損害DNA，導致細胞死亡和發炎。但在這項研究中，我們驚訝地發現，導致曬傷急性反應的是RNA損傷，而不是DNA損傷。」她還提到，過去科學家認為RNA沒有DNA重要，因為只在細胞中短暫停留的RNA損傷不會導致永久性的基因突變。但事實證明，RNA在皮膚對紫外線的壓力反應中，扮演著更為關鍵的角色。

另一位論文作者，同為哥本哈根大學細胞與分子醫學系的貝克─詹森教授（Simon Bekker-Jensen）指出：「RNA損傷後，細胞對此做出反應，這才是導致細胞死亡的真正原因。」這項研究結果澈底顛覆了我們過去對曬傷的認知，堪稱是一次科學界的「典範轉移」（paradigm shift）。「現在顯然我們需要重寫教科書，這將影響未來對紫外線輻射對皮膚影響的研究」貝克─詹森總結道。

南洋理工大學李光前醫學院的助理教授鍾博士（Franklin Zhong）則表示，了解皮膚細胞對紫外線損傷的反應，有助於開發出治療慢性皮膚病的創新方法。

這項研究不僅揭示了曬傷的真正成因，還為我們提供了新的防曬觀念。未來，我們可能會開發出針對RNA損傷的防曬產品或治療方法，讓炎炎夏日去海邊玩耍曬太陽一整天也不再成為負擔。

資料來源：

1. Vind, A. C., Wu, Z., Firdaus, M. J., et al. (2024). The ribotoxic stress response drives acute inflammation, cell death, and epidermal thickening in UV-irradiated skin in vivo. Molecular cell, 84(24), 4774-4789.doi: 10.1016/j.molcel.2024.10.044

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（本文出自2025.01.24《科學人》網站，未經同意禁止轉載。）