黑素小体在黑色素生成过程中的关键作用

黑素小体是真核生物细胞中用于合成和沉积黑色素唯一的细胞器,其功能紊乱将导致人类或哺乳动物的色素相关疾病。黑素小体的发生(黑素小体的形成、成熟;前黑素小体纤维的形成;黑素小体相关蛋白的转运)、黑素小体内环境的稳定和黑素小体的转运都是黑色素合成和沉积必不可少的前提条件。本文将对黑素小体在黑色素生成过程中的关键作用进行阐述,以期为哺乳动物黑色素减退机制进一步探索和理解,以及人类白化相关疾病的进一步揭示提供理论参考。

脱氧熊果苷和氢醌对人黑素小体结构完整性及Pmel17蛋白表达影响的差异研究

目的探讨脱氧熊果苷和氢醌对人黑素小体结构完整性和前黑素小体蛋白17(Pmel17)表达影响的差异。方法体外分离并纯化黑素瘤细胞系MNT1中黑素小体,实验分3组,对照组、氢醌组、脱氧熊果苷组分别加入磷酸盐缓冲液(PBS)、10μmol/L氢醌、100μmol/L脱氧熊果苷,37℃孵育30 min,通过透射电镜观察各组黑素小体超微结构的改变。体外培养MNT1细胞,实验分3组,对照组、氢醌组、脱氧熊果苷组分别加入PBS、10μmol/L氢醌、100μmol/L脱氧熊果苷,37℃孵育24 h,蛋白免疫印迹法检测各组Pmel17蛋白的表达水平。采用单因素方差分析和Bonferroni法比较组间差异。结果对照组黑素小体超微结构完整,黑素小体破坏率为(14.80±3.70)%,Pmel17蛋白相对表达量为0.84±0.04;氢醌组黑素小体膜结构破坏,黑素小体裂解,黑素小体破坏率为(54.40±3.65)%,Pmel17相对表达量为0.61±0.03;脱氧熊果苷组黑素小体膜结构也遭破坏,部分黑素小体裂解,黑素小体破坏率仅为(27.60±3.65)%,Pmel17蛋白相对表达量为0.49±0.03。氢醌组与对照组、脱氧熊果苷组与对照组、脱氧熊果苷组与氢醌组在黑素小体结构完整性和Pmel17蛋白表达量比较差异均有统计学意义(P均<0.05)。结论在体外实验中,与氢醌相比,脱氧熊果苷仅轻度破坏黑素小体超微结构,但更明显抑制了Pmel17蛋白的表达。

白癜风患者血清前黑素小体蛋白17自身抗体的检测

目的获取重组前黑素小体蛋白17(Pmel 17)并用于检测白癜风患者血清中Pmel 17自身抗体的分布。方法通过RT-PCR从原代黑素细胞中获得人的Pmel 17基因,先后插入克隆载体pMD19-T和表达载体pGEX-4T-1,以构建重组质粒。IPTG诱导Pmel 17蛋白表达后以亲和层析法进行纯化。间接ELISA检测白癜风患者血清中抗Pmel 17自身抗体的阳性率。结果重组质粒经测序,与预期设计完全一致,同时Pmel 17蛋白成功表达和纯化。ELISA检测进展期白癜风患者血清中抗Pmel 17自身抗体阳性率为22%,稳定期白癜风患者阳性率仅为2%,健康对照组未检测到抗Pmel 17自身抗体,进展期和稳定期阳性率差异具有统计学意义。结论成功表达了Pmel 17重组蛋白,证明Pmel 17自身抗体与白癜风的疾病严重程度有一定关系。

黑素小体转运机制的研究进展

色素的生物合成过程已基本明确,但黑素小体从黑素细胞转运至邻近的角质形成细胞的机制尚未完全明了。目前认为许多分子和信号转导途径参与此过程,如KGF、PAR-2、外源凝集素、拟糖蛋白、Rab-27a、肌球蛋白Ⅴa、Rho、Ca2+、cAMP/PK等,另外紫外线照射也影响黑素小体转运。了解黑素小体转运机制对于治疗色素异常疾病及开发美白产品有重要意义。

非转移性黑素瘤糖蛋白基因沉默抑制黑素小体形成的机制探讨

目的:探讨非转移性黑素瘤糖蛋白[glycoprotein(transmembrane)nonmetastatic melanoma proteinb,GPNM]B基因沉默抑制黑素小体形成的作用机制。方法:以黑素细胞系PIG1为研究对象,采用小干扰RNA(siRNA)干扰法下调GPNMB基因的表达,以实时定量反转录(RT)-PCR和Western blot法检测GPNMB-siRNA转染对GPNMB、酪氨酸酶(Tyr)、酪氨酸相关蛋白1(Trp1)、OA1和Pmel17的影响,进一步采用Tyr-siRNA转染PIG1细胞下调Tyr基因的表达以验证GPNMB与Tyr之间的相互作用,并检测GPNMB基因沉默对小眼畸形相关转录因子(MITF)的影响。结果:GPNMB-siRNA转染对GPNMB、Tyr、Trp1、Pmel17和OA1等黑素小体蛋白的表达均有显著抑制作用;GPNMB与Tyr之间无相互作用;GPNMB-siRNA转染或中波紫外线(UVB)单独作用能够上调MITF的表达,但两者共同作用却能显著抑制MITF的表达。结论:GPNMB基因沉默对黑素小体形成的抑制作用不依赖于MITF。

黑素小体代谢与相关皮肤病

黑素小体是皮肤、眼、内耳、脑膜等处色素细胞特有的、溶酶体样的膜性细胞器,是合成和储存黑色素的亚细胞结构,其代谢过程包括黑素小体的生成、转运和降解三个过程。其代谢过程的异常可导致一些皮肤病的发生。文中简要地综述了黑素小体的代谢过程以及与代谢异常有关的皮肤病。

酪氨酸酶等黑素小体相关蛋白胞内分选及投送的分子基础

内质网内新生酪氨酸酶肽链在钙连蛋白的作用下正确折叠并获得主要为N键寡糖的糖基化修饰。高尔基体外侧网络(TGN)上网格蛋白包被囊泡形成转运囊泡。其中AP3在特异性识别TYR等黑素小体相关蛋白中的双亮氨酸分选基序同时与网格蛋白结合。正确分选后的蛋白质在胞浆尾内含双亮氨酸基序,它能够指引被膜囊泡将TYR等分子投送到后期内涵体(I期黑素小体)。当囊泡接触到靶膜后,v-SNARE和t-SNARE相结合,Rab蛋白水解GTP释能,将囊泡锁定在靶膜区域并发生融合。

Rab蛋白在黑素小体合成及转运中的作用

Rab蛋白家族是小G蛋白超家族中最大的亚家族,广泛存在于动物、植物和微生物等真核生物中,是囊泡运输重要的调节因子,具有调节囊泡的靶向运输、囊泡的拴系、与靶膜泊位与融合、囊泡的芽生等作用。皮肤的颜色与黑素小体的合成和转运密切相关。哺乳动物的Rab蛋白大约有60种,其中的Rab32/38和Rab9a在黑素小体的合成过程中发挥了重要作用;Rab27a、Rab21、Rab17及Rab36在黑素小体的转运过程中具有重要意义;Rab7及Rab11即参与了黑素小体的合成,又参与了黑素小体转入角质形成细胞的过程。因此,这些Rab蛋白基因的突变将会引发相应的遗传性色素性疾病。

Pmel17在黑素小体成熟过程中的关键作用

黑色素的形成和沉积主要发生在黑素小体的淀粉样纤维上,前黑素小体蛋白17是黑素小体形成淀粉样纤维的关键蛋白,该蛋白在黑色素的形成和沉积中发挥重要作用。论文对Pmel17在黑素小体成熟过程中的调节作用进行综述,概述了Pmel17的解朊机制,SLC24A5、SLC45A2基因编码的离子交换蛋白对Pmel17解朊的影响,Oa1(ocular albinism type 1)基因对Pmel17表达量的影响,以及部分基因调控Pmel17对黑素小体结构形成的影响。对Pmel17在黑素小体成熟过程中的作用深入研究,有助于探明哺乳动物黑色素的合成和沉积机制,并从Pmel17的角度解析哺乳动物黑色素的色素减退机制和白化现象。

黑素小体转运与色素性疾病相关性的研究进展

位于表皮基底层的黑素细胞来源于神经嵴,是人体色素系统中色素合成的基础.黑素在黑素细胞中合成后,构成成熟的黑素小体,黑素小体被进一步转运到角质化细胞,最终随着角质化细胞的脱落而被降解.色素紊乱性疾病的发生和其中很多环节密切相关,研究证明黑素小体的异常转运会导致严重的色素性疾病的发生.……

黑素小体发生及转运机制与白化病

黑素小体是合成和贮存黑色素的场所。黑素小体的发生、转运及黑色素的合成是一个复杂而精密的过程,包括黑素小体膜蛋白转运和正确定位、腔内pH值的调控、黑色素合成酶类发挥正常催化活性以及成熟的黑素小体沿微管微丝运输等环节。白化病各型致病基因所表达的异常蛋白TYR、P、TRP1、HPS1～3、CHS、MYO5A、Rab27a、MLPH,通过作用于上述一个或多个环节,影响黑素小体的发生、转运和黑色素合成,从而导致相应的临床表型。

多巴色素异构酶突变对体外培养黑素小体成熟和抗氧化应激能力的影响

目的研究多巴色素异构酶（Dct）突变对黑素细胞黑素小体成熟和活性氧基（ROS）清除能力的影响。方法用透射电子显微镜技术和Fontana—Masson嗜银染色观察小鼠Dct突变slaty黑素细胞和野生型melan—a黑素细胞胞内黑素小体发育及嗜银着色的优黑素颗粒分布；用分光光度计法和蛋白印迹技术测定酪氨酸酶活性和酪氨酸酶，酪氨酸酶相关蛋白1（Tyrp-1）和Dct蛋白表达水平；用二氯荧光素标记法测定两种黑素细胞在3J／cm^2长波紫外线（UVA）照射前后胞内ROS水平的变化。结果透射电子显微镜观察发现slaty黑素细胞胞内缺乏成熟的Ⅳ期黑素小体，Fontana—Masson嗜银染色也证实slaty黑素细胞胞质几乎完全缺乏嗜银染阳性的优黑素颗粒。与melan—a黑素细胞相比，slaty黑素细胞的离心团块颜色变浅，但slaty细胞的酪氨酸酶活性及蛋白质表达水平与melan—a细胞接近。UVA照射前slaty和melan-a细胞胞内的ROS相对荧光强度分别为8．9±0．7和8．9±2．5，但照射后slaty细胞胞内的ROS相对荧光强度急剧增加，与melan—a黑素细胞相比，差异有统计学意义（18．0±0．3比13．6±3．0，P=0．024）。结论Dct突变导致黑素细胞低色素化表型，影响黑素小体的发育成熟和降低细胞对氧化应激的抵抗能力，尤其是在UVA诱导氧化应激存在时更为明显。

黑素小体转运机制的研究进展

人皮肤颜色的形成主要受色素沉着过程的影响。皮肤色素沉着的过程在微观上表现为黑素在黑素细胞内合成，随后转移到周围的角质形成细胞并在其中分布、代谢。其中黑素小体起到重要作用，它是黑素合成、储存以及转运的细胞内场所。黑素转运的机制一直是近年来的研究热点，本文就黑素转运过程的最新研究进展综述如下。

改变黑素小体腔内pH值影响表皮黑素细胞的黑素生成

黑素小体是一种真核生物细胞中高度特化的用于合成与贮存黑素的细胞器。它最早起源于溶酶体衍生小囊泡,为单层质膜包裹的近似封闭的酸性细胞器,其腔内环境的pH值大约是4～5。位于黑素小体膜上的酪氨酸酶,被认为是黑素合成的主要限速酶,它的最适pH值为6.8,这就意味着在酸性黑素小体内酪氨酸酶处于未活化状态。有研究表明,黑素小体膜上存在有多种不同类型的离子通道和质子泵,协同参与调节和维持着黑素小体腔内的偏酸环境。改变黑素小体腔内pH值可直接影响黑素细胞的黑素合成,为临床治疗色素异常相关疾病以及皮肤美白产品的研发提供了一个新途径。

脂溢性角化病皮损组织蛋白酶L2表达及活性对黑素小体降解的影响

目的检测脂溢性角化病（SK）皮损中组织蛋白酶L2（CTSL2）表达及活性，观察sK皮损中黑素小体超微结构的变化，研究CTSL2对黑素小体降解的影响。方法2016年1—8月招募武汉大学人民医院皮肤科门诊SK患者20例，取患者皮损和周围正常皮肤组织，其中15例用HE染色、Fontana-Masson嗜银染色观察黑素颗粒分布，透射电镜（TEM）观察黑素小体超微结构变化，Ki67免疫组化染色检测细胞增殖状态。5例用RT-PCR和荧光底物裂解法分别检测CTSL2mRNA表达水平及酶活性；用蔗糖梯度离心法从废弃人眼球视网膜色素上皮组织分离纯化黑素小体，并与sK皮损表皮裂解物共孵育，TEM观察孵育后黑素小体膜结构的变化。两组间均数比较采用配对t检验，P〈0．05为差异有统计学意义。结果SK皮损中可见大量黑素颗粒沉积，而正常皮肤仅在基底层见线形黑素颗粒沉积。TEM观察显示，SK皮损中黑素小体破损率为24．33％±3．06％，正常皮肤为49．00％±4．00％，两组比较，t=8．49，P〈0．05。RT-PCR显示，5例SK皮损中CTSL2mRNA相对表达水平为0．35±0．09，正常皮肤组织为0．43±0．08，两组比较，t=3．17，P〈0．05。SK皮损中CTSL2酶活性（17．46±0．45）也低于正常皮肤组织（28．78±0．58），t=34．29，P〈0．05。TEM还观察到，SK皮损裂解物处理的黑素小体破损率为32．33％±4．93％，低于正常皮肤43．00％±2．65％，两组比较，t=3．30，P〈0．05。结论SK皮损中CTSL2表达水平减低影响角质形成细胞对黑素小体的降解，是否直接参与SK皮损的病理发生有待进一步证实。

黑素小体特异性蛋白Pmel17的研究进展

Pmel17是黑素小体特异性蛋白,在早期黑素小体中形成纤维性基质,以利于黑素沉积.在Pmel17合成代谢过程中,适配器蛋白与Rab7参与调控其从高尔基体到黑素小体的投递,去整合素金属蛋白酶与pH值参与调控其在黑素小体内形成纤维基质.Pmel17与黑素小体的结构形成,分级组装,转运功能等密切相关,其表达受小眼相关转录因子、眼白化病1型因子、α黑素细胞刺激素等因素的调节.Pmel17参与了白癜风发病,为白癜风的免疫机制研究提供新的方向,Pmel17还可作为黑素瘤的治疗靶点.

黑素小体在不同肤色皮肤类型角质形成细胞内的分布:黑素小体簇不是具有降解功能的细胞器

黑素小体是人体皮肤黑素细胞、视网膜色素上皮细胞和脉络膜黑素细胞内合成黑素的细胞器:虽然与溶酶体一样都有溶酶体膜蛋白和水解酶,但黑素小体是起源于胞吞途径的一种独立的细胞器类型,且不能通过胞吞示踪剂检测到,另外其pH值较高,因此被归类为溶酶体相关细胞器:在表皮内,将黑素小体转运至邻近的角质形成细胞至少存在3种机制:细胞吞噬作用、胞吐/胞吞作用,或经丝状伪足转移。