黑色素及其代谢调节.ppt

5/11/20241可编辑ppt 人的肤色不同5/11/20242可编辑ppt 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，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。由于黑色素的存在，皮肤才有了颜色。肤色肤色(skin color)(skin color)被认为是与人种差别具有重要关系的标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。志。黑色素颗粒的其数量、密度、分布等决定着肤色。5/11/20243可编辑ppt黑色素的代谢过程：黑色素的代谢过程：5/11/20244可编辑ppt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 5/11/20245可编辑pptvalbino albino（TYRTYR）人的此基因长超过）人的此基因长超过50kb,50kb,位于第位于第1111号染色号染色体，它的体，它的TYR TYR 基因被定位在白化位点基因被定位在白化位点,鼠鼠TYR cDNA TYR cDNA 克隆和基克隆和基因序列通常被用来研究白化突变。因序列通常被用来研究白化突变。vbrown brown（TRP-1/gp75 TRP-1/gp75），人的，人的TRP-1 TRP-1 基因定位于染色体基因定位于染色体9p2311 9p2311，小鼠，小鼠brown brown 位点基因长约位点基因长约18kb,18kb,有有8 8 个外显子个外显子和和7 7 个内含子组成个内含子组成,定位在第定位在第4 4 号染色体号染色体vSlatySlaty（TRP-2/DTTRP-2/DT），定位于人类的），定位于人类的13q32.1 13q32.1，小鼠的第，小鼠的第14 14 号染色体的号染色体的slaty slaty 位点，位点，TRP-2 TRP-2 功能现已确定为功能现已确定为DTDT（多巴色多巴色素异构酶）素异构酶）。DT DT 能使含有羧酸前体能使含有羧酸前体DHICA DHICA（二羟基吲哚羧（二羟基吲哚羧酸酸）迅速掺入生物合成的黑素内）迅速掺入生物合成的黑素内,对减少这些中间产物细对减少这些中间产物细胞毒性有着重要意义。胞毒性有着重要意义。vPmel-17 Pmel-17（stablinstablin）定位于人第）定位于人第12 12 号染色体号染色体,小鼠定位在小鼠定位在第第l0l0号染色体号染色体silver silver 位点附近。功能目前尚不清楚位点附近。功能目前尚不清楚,推测推测可能参与黑素生成途径终末步骤的调节可能参与黑素生成途径终末步骤的调节5/11/20246可编辑ppt v人的SLC24A5 and SLC45A2 基因位于染色体15q21.1,编码500 个氨基酸vThe 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 informative marker(AIMs)v Soejima Soejima 等等(2006)(2006)随机选择了随机选择了101 101 个南非开普敦的个南非开普敦的XhosansXhosans人人(XH)(XH)、101101个欧洲人个欧洲人(EU)(EU)、121121个加纳人个加纳人(GHGH位于非洲西部位于非洲西部)、8080个中国人个中国人(CH)(CH)、Sri LankaSri Lanka斯里兰卡斯里兰卡(南亚次大陆南端印度洋上的岛国南亚次大陆南端印度洋上的岛国)55)55个个Uygurs(U YUygurs(U Y维吾维吾尔族尔族)人、人、54 54 个个Sinhalese(SHSinhalese(SH僧伽罗人僧伽罗人,南亚斯里兰卡南亚斯里兰卡人口占多数的民族人口占多数的民族)人和人和5858个个Tamil s(TATamil s(TA南亚民族之一南亚民族之一 )人的人的DNA DNA 做了单核苷酸多态性分析做了单核苷酸多态性分析 5/11/20247可编辑ppt 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 374L of SLC45A2)are indicated by blue,and derived alleles(111T of SLC24A5 and 374F of SLC45A2)are indicated by red5/11/20248可编辑pptvradiation 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 latitudes 紫外线照射到皮肤紫外线照射到皮肤 产生麦拉宁色素产生麦拉宁色素 激活激活 酪氨酸酶的活酪氨酸酶的活性性 多巴多巴 黑色素黑色素 层层移动，肌肤表皮层层层移动，肌肤表皮层 形成雀形成雀斑、晒斑、黑斑等斑、晒斑、黑斑等vThe products encoded by both the SLC24A5 and SLC45A2 genes are predicted to function as transporters and may take part in melanin synthesisv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。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。最近发现斑马鱼最近发现斑马鱼SLC24A5 SLC24A5 基因突变基因突变导致斑马鱼由灰色突变为金色。推导致斑马鱼由灰色突变为金色。推测测SLC24A5 SLC24A5 基因位于黑色素小体或其前体的细胞膜上基因位于黑色素小体或其前体的细胞膜上，可能调节了黑可能调节了黑色素细胞内色素细胞内p H p H 并影响到酪氨酸酶的成熟和催化活力并影响到酪氨酸酶的成熟和催化活力,进而造成了斑进而造成了斑马鱼的金色表型。马鱼的金色表型。5/11/20249可编辑pptvMCRMCR编码黑色素皮质激素受体家族，与黑色素合成有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关的受体主要是MC1RMC1R。MC1R MC1R 又称促黑素细胞激素受又称促黑素细胞激素受受体受体,也是由毛色扩展位点编码而成，犬也是由毛色扩展位点编码而成，犬MC1R MC1R 基因基因定位到犬定位到犬5 5 号染色体上号染色体上,它是一种由它是一种由317 317 个氨基酸个氨基酸构成的肽类物质构成的肽类物质,当促黑色素细胞激素与细胞膜上的当促黑色素细胞激素与细胞膜上的受体受体(G(G 蛋白蛋白)结合结合时时,激活膜上的环腺苷酸酶系统激活膜上的环腺苷酸酶系统,产生产生cAMP,cAMP,进一步激活酪氨酸激酶进一步激活酪氨酸激酶,它们二者的结合它们二者的结合实现了对毛色的调控。实现了对毛色的调控。5/11/202410可编辑ppt 以抗坏血酸（维生素以抗坏血酸（维生素C C）为例，如在这一反应中加入抗坏血）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，并使已合成的多酸，就会阻止多巴进一步氧化为多巴色素，并使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。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。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：人体表皮内有一种有机化合物基化合物，特别基化合物，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，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。正常人高。5/11/202411可编辑ppt常见皮肤病皮肤癌v皮肤癌包括基底细胞癌、鳞状细胞癌、恶性黑色素瘤、恶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、血管肉瘤等肉瘤、血管肉瘤等 v黑素瘤由皮肤和其他器官黑素细胞产生的肿瘤。原发性黑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、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，死亡率高鳞状细胞癌低，但恶性度大，转移发生早，死亡率高 5/11/202412可编辑ppt白癜风 通过坏境、遗传、和精神因素的相互作用而导致的自通过坏境、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身免疫性黑色素细胞损伤（最近发现部分白癜风患者血清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关表现的皮肤或头发的白色斑块.病因复杂，大多无家族病因复杂，大多无家族历史，患者同胞和其他一级亲属患病率为历史，患者同胞和其他一级亲属患病率为1.8%1.8%。较普通人。较普通人群高群高9 9倍已定位的白癜风易感基因分别位于染色体倍已定位的白癜风易感基因分别位于染色体17pB17pB（VAMAS1),1pVAMAS1),1p（AISTAIST）,7(AIS2),8(AIS3),4(AIS4),7(AIS2),8(AIS3),4(AIS4),但至今未确定其致病基因但至今未确定其致病基因5/11/202413可编辑ppt白化病v一种皮肤及其附属物色素缺乏的遗传病。可分全身性白化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，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；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，总发病率为癌。白化病遍及全世界，总发病率为1/100001/100001/20000 1/20000，禁止近亲结婚是重要的预防措施之一。对此病也可作产，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前诊断 v白化病的发病是由于黑色素代谢障碍所致。正常人体内的白化病的发病是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，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素 5/11/202414可编辑ppt色斑 色斑就是周围颜色不同的斑点。色斑包括雀斑、黑斑、黄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。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一般来说雀斑大多出现于皮肤较白的脸上,脸部的表皮层脸部的表皮层最薄，毛细血管最丰富，也最易形成色素沉着最薄，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，青少年面、颈、手背等暴露部位。为淡褐色或深褐色斑点，多散在对称分布，具有遗传倾向。春夏加重、秋冬变浅。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，尤其是怀孕第性人群中最为常见的皮肤病，尤其是怀孕第2 25 5个月的女个月的女性，以称蝴蝶斑、妊娠斑、肝斑等，这几种是同一种病，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。根据形态、年龄段特征等不同而命名。5/11/202415可编辑ppt原因v遗传因素：有可能是隔几代遗传。遗传因素：有可能是隔几代遗传。v荷尔蒙分泌失调荷尔蒙分泌失调 。避孕药。避孕药 、怀孕后胎盘分泌雄孕激素增多，所以孕、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期女性面颊部常见对称分布的黄褐斑 v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 v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，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在皮肤上，甚至沉积在真皮中。所能，令黑色素无法顺利排出而残留在皮肤上，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。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。v精神因素：精神压抑忧郁精神因素：精神压抑忧郁,心浮气燥心浮气燥,导致气肌紊乱导致气肌紊乱,气血不和气血不和,过氧化过氧化酶增加酶增加,诱发黑色素细胞诱发黑色素细胞v6 6饮食营养因素饮食营养因素:不良的饮食机构、营养不良不良的饮食机构、营养不良,导致体质酸性化导致体质酸性化,维生素维生素A A、B12B12、烟酸缺乏及多种矿物质不足、烟酸缺乏及多种矿物质不足,易产生色斑易产生色斑v劣质化妆品因素劣质化妆品因素 使用劣质化妆品使用劣质化妆品,过量的重金属含量引起积聚过量的重金属含量引起积聚,添加过量的限量物质和添加过量的限量物质和禁用物质禁用物质,导致黑色素增多、沉着。导致黑色素增多、沉着。5/11/202416可编辑ppt参考文献 Soejima M,Y Koda.Population differences of two Soejima M,Y Koda.Population differences of two coding SNPs In pigmentation2related genes SLC24A5 and coding SNPs In pigmentation2related genes SLC24A5 and SLC45A2 J .Int JSLC45A2 J .Int J Legal Med,2006,121(1):36 Legal Med,2006,121(1):3639.39.曹绣娟曹绣娟,孙守荣孙守荣,王鑫玉王鑫玉,谭玉文谭玉文,赵珊等。中国畜牧兽医赵珊等。中国畜牧兽医 (2008)0520052205(2008)0520052205 SLC24A5 SLC24A5 基因影响脊椎动物色素沉积的研究进展基因影响脊椎动物色素沉积的研究进展 刘甲、斐仇雪梅刘甲、斐仇雪梅 生物技术通报生物技术通报 2007 2007年第年第4 4期期 黑色素及其相关基因的研究进展黑色素及其相关基因的研究进展 科学出版社遗传第科学出版社遗传第7 7期，期，20092009年第年第3131卷卷5/11/202417可编辑ppt5/11/202418可编辑ppt