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1、2023/6/26,1,黑色素及其代谢调节,2023/6/26,2,人的肤色不同,2023/6/26,3,the variations in pigmentation of the hair,eyes,and skin are the mostnobvious phenotypes that distinguish human populations 黑色素是动物皮肤或者毛发中存在的一种黑褐色的色素，由一种特殊的细胞即黑色素细胞生成并且储存在其中正是由于黑色素的存在，皮肤才有了颜色。肤色(skin color)被认为是与人种差别具有重要关系的标志。黑色素颗粒的其数量、密度、分布等决定着肤色。,
2、2023/6/26,4,黑色素的代谢过程：,2023/6/26,5,在酪氨酸酶上的调节,SLC24A5 and SLC45A2 albino(TYR)酪氨酸家族 brown(TRP-1/gp75)slaty(TRP-2/DT)Pmel-17(stablin)黑色素皮质激素受体基因1(Melanocortin 1 receptor,MC1R)抗坏血酸 紫外线 基化合物,2023/6/26,6,albino（TYR）人的此基因长超过50kb,位于第11号染色体，它的TYR 基因被定位在白化位点,鼠TYR cDNA 克隆和基因序列通常被用来研究白化突变。brown（TRP-1/gp75），人的TRP
3、-1 基因定位于染色体9p2311，小鼠brown 位点基因长约18kb,有8 个外显子和7 个内含子组成,定位在第4 号染色体Slaty（TRP-2/DT），定位于人类的13q32.1，小鼠的第14 号染色体的slaty 位点，TRP-2 功能现已确定为DT（多巴色素异构酶）。DT 能使含有羧酸前体DHICA（二羟基吲哚羧酸）迅速掺入生物合成的黑素内,对减少这些中间产物细胞毒性有着重要意义。Pmel-17（stablin）定位于人第12 号染色体,小鼠定位在第l0号染色体silver 位点附近。功能目前尚不清楚,推测可能参与黑素生成途径终末步骤的调节,2023/6/26,7,人的SLC24A
4、5 and SLC45A2 基因位于染色体15q21.1,编码500 个氨基酸The two genes SLC24A5 and SLC45A2 were recently identified as major determinants of pigmentation in humans and in other vertebrates.The allele p.A111T and p.L374F are both nearly fixed in light-skinned Europeans,and can therefore be considered ancestry informat
5、ive marker(AIMs)Soejima 等(2006)随机选择了101 个南非开普敦的Xhosans人(XH)、101个欧洲人(EU)、121个加纳人(GH位于非洲西部)、80个中国人(CH)、Sri Lanka斯里兰卡(南亚次大陆南端印度洋上的岛国)55个Uygurs(U Y维吾尔族)人、54 个Sinhalese(SH僧伽罗人,南亚斯里兰卡人口占多数的民族)人和58个Tamil s(TA南亚民族之一)人的DNA 做了单核苷酸多态性分析,2023/6/26,8,南非开普敦 维吾尔族（中亚）南亚 非洲西部 南亚Ancestral alleles(111A of SLC24A5 and
6、374L of SLC45A2)are indicated by blue,and derived alleles(111T of SLC24A5 and 374F of SLC45A2)are indicated by red,2023/6/26,9,radiation is considered because dark skin offers more protection from UV irradiation at or near the equator,and pale skin protects people from vitamin D deficiency at higher
7、 latitudes 紫外线照射到皮肤 产生麦拉宁色素 激活 酪氨酸酶的活性 多巴 黑色素 层层移动，肌肤表皮层 形成雀斑、晒斑、黑斑等The products encoded by both the SLC24A5 and SLC45A2 genes are predicted to function as transporters and may take part in melanin synthesis人类和斑马鱼在这个基因的序列及功能上有很高的同源性。最近发现斑马鱼SLC24A5 基因突变导致斑马鱼由灰色突变为金色。推测SLC24A5 基因位于黑色素小体或其前体的细胞膜上，可能调节了
8、黑色素细胞内p H 并影响到酪氨酸酶的成熟和催化活力,进而造成了斑马鱼的金色表型。,2023/6/26,10,MCR编码黑色素皮质激素受体家族，与黑色素合成有关的受体主要是MC1R。MC1R 又称促黑素细胞激素受受体,也是由毛色扩展位点编码而成，犬MC1R 基因定位到犬5 号染色体上,它是一种由317 个氨基酸构成的肽类物质,当促黑色素细胞激素与细胞膜上的受体(G 蛋白)结合时,激活膜上的环腺苷酸酶系统,产生cAMP,进一步激活酪氨酸激酶,它们二者的结合实现了对毛色的调控。,2023/6/26,11,以抗坏血酸（维生素C）为例，如在这一反应中加入抗坏血酸，就会阻止多巴进一步氧化为多巴色素，并使
9、已合成的多巴酶被还原为多巴，并能降低血清中的氧化酶的含量，影响酪氨酸酶的活性以致黑色素不能合成 紫外线：一般情况下，紫外线能使黑色素细胞内酪氨酸酶活性增强，使黑色素细胞增多，黑色体生成旺盛，移动加快。铜离子：酪氨酸酶是以铜离子作为辅基的，其活性与铜离子密切相关。研究表明白癜风患者血液和皮肤中铜或铜蓝蛋白值低于健康人对照组，至于铜、铜蓝蛋白值降低的原因可能与营养紊乱、或是铜的体内代谢失调及遗传缺陷等因素有关。基化合物：人体表皮内有一种有机化合物基化合物，特别是其中的谷光甘肽，能通过络合铜离子而抑制酪氨酸酶活性，有人测定皮肤基含量，发现白癜风患者受损皮肤中基含量比正常人高。,2023/6/26,1
10、2,常见皮肤病,皮肤癌皮肤癌包括基底细胞癌、鳞状细胞癌、恶性黑色素瘤、恶性淋巴瘤、特发性出血性肉瘤、汗腺癌、隆突性皮肤纤维肉瘤、血管肉瘤等 黑素瘤由皮肤和其他器官黑素细胞产生的肿瘤。原发性黑素瘤均由黑素细胞增生所致，其表现为色素浓重的逐渐增大的结节，周围可绕以红晕。其发病率虽较基底细胞癌、鳞状细胞癌低，但恶性度大，转移发生早，死亡率高,2023/6/26,13,白癜风 通过坏境、遗传、和精神因素的相互作用而导致的自身免疫性黑色素细胞损伤（最近发现部分白癜风患者血清中有酪氨酸酶抗体），且与白癜风临床类型和分期密切相关表现的皮肤或头发的白色斑块.病因复杂，大多无家族历史，患者同胞和其他一级亲属患病
11、率为1.8%。较普通人群高9倍已定位的白癜风易感基因分别位于染色体17pB（VAMAS1),1p（AIST）,7(AIS2),8(AIS3),4(AIS4),但至今未确定其致病基因,2023/6/26,14,白化病,一种皮肤及其附属物色素缺乏的遗传病。可分全身性白化病和局部性白化病两种，以前者最为常见。患者皮肤呈白色，毛发银白或淡黄色；虹膜呈淡红色或淡灰色，半透明，瞳孔淡红，视网膜无色素、羞光，眼球震颤，视力下降；病人对阳光很敏感，日晒后，皮肤可增厚并发生鳞状上皮癌。白化病遍及全世界，总发病率为1/100001/20000，禁止近亲结婚是重要的预防措施之一。对此病也可作产前诊断 白化病的发病是
12、由于黑色素代谢障碍所致。正常人体内的黑色素由黑色素细胞合成，黑色素细胞内有黑素小体，它含有酪氨酸酶，这种酶能将酪氨酸转变成黑色素。白化病患者体内黑色素细胞数目正常，细胞内也有黑素小体，但由于控制酪氨酸酶的基因发生突变，不能合成酪氨酸酶，于是黑素小体中酪氨酸酶缺乏，不能使酪氨酸转变成黑色素,2023/6/26,15,色斑,色斑就是周围颜色不同的斑点。色斑包括雀斑、黑斑、黄褐斑和老年斑等，属色素障碍性皮肤病。一般来说雀斑大多出现于皮肤较白的脸上,脸部的表皮层最薄，毛细血管最丰富，也最易形成色素沉着 雀斑：常染色体显性遗传性皮肤病，常幼时出现，多见于青少年面、颈、手背等暴露部位。为淡褐色或深褐色斑点
13、，多散在对称分布，具有遗传倾向。春夏加重、秋冬变浅。黄褐斑：是一种后天性局限性色素增多疾病，是在一种女性人群中最为常见的皮肤病，尤其是怀孕第25个月的女性，以称蝴蝶斑、妊娠斑、肝斑等，这几种是同一种病，根据形态、年龄段特征等不同而命名。,2023/6/26,16,原因,遗传因素：有可能是隔几代遗传。荷尔蒙分泌失调。避孕药、怀孕后胎盘分泌雄孕激素增多，所以孕期女性面颊部常见对称分布的黄褐斑 一些慢性疾病如慢性肝炎、结核病等会导致酪氢酸酶活性增强 曝晒于阳光下：阳光中的紫外线一方面刺激皮下的色素细胞活动频繁，制造出大量的麦拉宁色素；另一方面损伤皮肤细胞正常的新陈代谢功能，令黑色素无法顺利排出而残留
14、在皮肤上，甚至沉积在真皮中。所以过度的日晒会加重、加深雀斑，但到了冬天雀斑又会逐渐变淡。精神因素：精神压抑忧郁,心浮气燥,导致气肌紊乱,气血不和,过氧化酶增加,诱发黑色素细胞6饮食营养因素:不良的饮食机构、营养不良,导致体质酸性化,维生素A、B12、烟酸缺乏及多种矿物质不足,易产生色斑劣质化妆品因素 使用劣质化妆品,过量的重金属含量引起积聚,添加过量的限量物质和禁用物质,导致黑色素增多、沉着。,2023/6/26,17,参考文献,Soejima M,Y Koda.Population differences of two coding SNPs In pigmentation2related genes SLC24A5 and SLC45A2 J.Int J Legal Med,2006,121(1):3639.曹绣娟,孙守荣,王鑫玉,谭玉文,赵珊等。中国畜牧兽医(2008)0520052205 SLC24A5 基因影响脊椎动物色素沉积的研究进展 刘甲、斐仇雪梅 生物技术通报 2007年第4期 黑色素及其相关基因的研究进展 科学出版社遗传第7期，2009年第31卷,2023/6/26,18,Thank you,
