MITF基因对动物毛色中黑色素细胞的作用

2015-01-25周泓燕

中国畜牧兽医文摘 2015年3期

关键词：毛色黑素细胞黑色素

周泓燕

（四川省凉山州宁南县畜牧局，四川凉山 615400）

MITF基因对动物毛色中黑色素细胞的作用

周泓燕

（四川省凉山州宁南县畜牧局，四川凉山 615400）

动物毛色由色素颗粒控制，色素颗粒沉积的多少决定了动物的毛色，而相应的酶蛋白控制色素沉着，这些蛋白质由不同的色素沉着基因编码形成的黑色素是色素系统形成可见色素的基础，由黑色素细胞所合成的。本文就MITF基因对动物毛色中黑色素细胞的作用进行综合论述。

MITF 黑色素细胞毛色调控作用

1 MITF与动物毛色及黑色素细胞的关系

黑色素（melanin）是脊椎动物表层结构中最主要的色素，是一种不溶于水及几乎所有溶剂的无定型小颗粒，它存在于动物、植物和微生物中。动物的黑色素合成有一个复杂的调控系统，在黑色素细胞的每一个发育水平都有几个不同的基因来调控，MITF基因便是其中之一。

2 MITF的基因结构

MITF是小眼畸形相关转录因子，小鼠MITF 基因定位于第6号染色体，该基因的结构基因由9个外显子构成，编码的蛋白称为MITF蛋白，MITF蛋白由419个氨基酸残基构成，其中包含1个bHLHZip结构，该结构为蛋白质功能区。

3 MITF与黑色素细胞发育分化的调控

研究表明MITF在黑素细胞发育、存活中起着重要作用。MITF在黑素细胞和成黑素细胞中表达，VGA9小鼠MITF突变导致黑素细胞缺乏，因此可以推测MITF可能参与了黑素细胞分化。在缺失MITF同源物nacre基因的斑马鱼胚胎中注入野生型nacre，发现注射入的nacre足以促进色素细胞的发育。在MITF基因突变小鼠MITF胚胎神经嵴，于第10.5 d可见到不能继续表达成黑素细胞标志TRP-2，在第12.5 d则不能检测到MITF的细胞在培养状态下与野生型细胞类似。

4 MITF对黑色素细胞中黑色素生成的调控

MITF可调控酪氨酸基因家族的表达，从而参与黑色素细胞中黑色素生成的调控。MITF 通过与酪氨酸酶基因家族启动子的作用，一方面，指导它们在黑素细胞中特异性表达，另一方面，参与外界刺激对黑素细胞黑素生成的调控。外界刺激如α黑素细胞刺激素，SCF等，可通过一系列信号级联途径。

5 MITF与其他分子相互作用对黑色素细胞产生影响

5.1 Agouti

Agouti基因是调节哺乳动物毛色的基因之一，其结构复杂，其位点不是一个单一的基因位点，而是一个含有许多等位基因的位点。Agouti信号蛋白可以降低黑素细胞真黑素合成而促成褐黑素合成。ASP可抑制成黑素细胞的分化，减弱MITF的表达及启动子活性，伴随MITF与酪氨酸酶基因M-box的结合减少，这提示其在成黑素细胞分化和黑素合成中起到关键作用。

5.2 WN

WNT信号途径是神经嵴定向发育成色素细胞过程中的必须协同因子之一。WNT可以激活其受体，从而激活下游的信号转导分子，体外体内试验均表明WNT/β-catenin信号途径与黑色素细胞和其他细胞的存活有关。β链蛋白为WNT信号途径分子成员，将其mRNA显微注射于斑马鱼神经嵴细胞异位性表达，可促进神经嵴细胞分化为色素细胞。Wnt蛋白与受体的结合，可以使细胞质的β链蛋白的稳定性上升，β链蛋白可以到达细胞核并通过与淋巴的增强子结合因子1/T细胞有的转录因子的作用而影响基因的转录。

5.3 KIT

KIT编码肥大/干细胞生长因子受体，为血细胞、黑色素细胞和原始生殖细胞正常发育所必需的信号。成黑色细胞的存活和迁移需要KIT信号的参与。通过将KIT的抗体注射到早期发育的小鼠胚胎，可以阻断黑色素细胞的发育，而KITL的异位表达则可以促进黑色素细胞前体细胞的迁移、增殖和分化。研究黑色素细胞发育过程中KIT和MITF的表达模式有助于研究二者的功能。各学者提出了两种假设：（1）MITF可以激活KIT的转录从而上调KIT的表达。斑马鱼MITF突变导致KIT不能表达，即KIT最初的表达依赖于MIT。（2）KIT信号诱导MITF的转录活性。

5.4 EDNRB

近年来的研究表明，内皮素在神经峭源黑色素细胞和肠神经系统的发育过程中起着重要的细胞间信号传递媒介作用。在鼠胚胎中，EDN3及其受体EDNRB在发育的神经嵴细胞、成黑色素细胞和肠道神经节中表达，EDNRB信号为鼠神经嵴来源的色素细胞发育所必需的，但EDNRB不参与鼠成黑色素细胞的形成过程。鸟类色素细胞发育的一个很显著的特点是神经嵴细胞采取中侧迁移途径，鸟类的内皮素受体B2参与体内的黑素细胞的分化和迁移过程。

EDNRB基因的突变在人、小鼠、大鼠以及其他一些哺乳动物中会出现先天性无神经节巨结肠和色素沉积异常而表现为致死白斑。在小鼠上，14号染色体上EDNRB基因的整个缺失或较温和的突变以及EDN3基因的突变都能导致小鼠的花斑表型。