黑色素细胞

黑色素细胞是产生黑色素的神经嵴衍生的细胞，位于皮肤表皮的底层（基底层）、眼睛的中层（葡萄膜）、内耳、阴道上皮、脑膜、骨骼、和心脏。黑色素是一种深色色素，主要负责肤色.一旦合成，黑色素就包含在称为黑素体的特殊细胞器中，可以运输到附近的角质形成细胞以诱导色素沉着。因此，较深的肤色比较浅的肤色具有更多的黑素体。从功能上讲，黑色素可防止紫外线辐射。黑素细胞在免疫系统中也有作用。

通过称为黑色素生成的过程，黑色素细胞产生黑色素，黑色素是一种存在于皮肤、眼睛、头发、鼻腔和内耳中的色素。这种黑色素生成会导致持久的色素沉着，这与源自已经存在的黑色素氧化的色素沉着形成对比。

黑素生成有基础水平和激活水平；一般来说，肤色较浅的人的黑色素生成基础水平较低。暴露于UV-B辐射会导致黑色素生成增加。黑素生成的目的是保护皮下组织（皮下层）免受紫外线辐射的伤害。黑色素的颜色是黑色，使其能够吸收大部分紫外线并阻止其通过表皮。

由于晒伤和黑色素生成的作用谱几乎相同，因此假定它们是由相同的机制诱导的。作用光谱与DNA吸收光谱的一致性指向环丁烷嘧啶二聚体(CPD)的形成——直接DNA损伤。

通常，在每平方毫米皮肤或表皮基底层中大约5%到10%的细胞中发现1000到2000个黑素细胞。尽管它们的大小可能不同，但黑色素细胞的长度通常为7μm。

浅色和深色个体之间的肤色差异不是由于其皮肤中黑素细胞的数量（数量），而是由于黑素细胞的活性水平（真黑素和褐黑素的数量和相对量）。该过程受激素控制，包括由前体阿黑皮质素原产生的MSH和ACTH肽。

白癜风是一种皮肤病，人们在皮肤的某些区域缺乏黑色素。

患有眼皮肤白化病的人通常黑色素生成水平非常低。白化病通常但并不总是与编码酪氨酸酶的TYR基因有关。黑素细胞需要酪氨酸酶从氨基酸酪氨酸中产生黑色素。白化病也可能由许多其他基因引起，例如OCA2、SLC45A2、TYRP1、和HPS1等等。总之，已经识别出17种类型的眼皮白化病。每个基因都与在色素产生中起作用的不同蛋白质有关。

由于微管功能异常，Chédiak–Higashi综合征患者会出现黑色素颗粒堆积。

除了作为紫外线自由基清除剂的作用外，黑素细胞也是免疫系统的一部分，被认为是免疫细胞。虽然黑色素细胞在免疫反应中的全部作用尚不完全清楚，但黑色素细胞与树突状细胞有许多共同特征：分支形态；吞噬能力；将抗原呈递给T细胞；以及细胞因子的产生和释放。尽管黑素细胞呈树突状，并且与树突状细胞具有许多共同特征，但它们源自两种不同的细胞谱系。树突状细胞来源于造血干细胞在骨髓中。另一方面，黑素细胞起源于神经嵴细胞。因此，尽管在形态和功能上相似，但黑素细胞和树突细胞并不相同。

黑色素细胞能够表达MHCII类，一种仅由免疫系统的某些抗原呈递细胞在与抗原或细胞因子相互作用刺激时表达的MHC。任何给定脊椎动物的所有细胞都表达MHC，但大多数细胞仅表达MHCI类。另一类MHC，即II类，仅见于“专业”抗原呈递细胞，如树突细胞、巨噬细胞、B细胞和黑素细胞。重要的是，除MHCII类外，受细胞因子刺激的黑素细胞还表达CD40和ICAM1等表面蛋白，从而可以共同刺激T细胞。

除了呈递抗原外，黑素细胞在免疫反应中的作用之一是细胞因子的产生。黑素细胞表达许多促炎细胞因子，包括IL-1、IL-3、IL-6、IL-8、TNF-α和TGF-β。与其他免疫细胞一样，黑色素细胞分泌这些细胞因子以响应模式识别受体(PRR)的激活，例如识别MAMP的Toll样受体4(TLR4).MAMP，也称为PAMP，是微生物相关的分子模式，是存在于给定病原体之上或之中的小分子元素，例如蛋白质、碳水化合物和脂质。此外，黑素细胞产生的细胞因子可以由附近其他免疫细胞分泌的细胞因子触发。

黑素细胞理想地位于表皮中，作为对抗有害病原体的哨兵。黑素细胞位于基底层，表皮的最底层，但它们使用它们的树突与其他层的细胞相互作用，并捕获进入表皮的病原体。黑素细胞可能与角质形成细胞和朗格汉斯细胞协同工作，两者都具有积极的吞噬作用，有助于免疫反应。

酪氨酸是黑色素的非必需氨基酸前体。酪氨酸通过酪氨酸酶转化为二羟基苯丙氨酸(DOPA)。然后多巴聚合成黑色素。在聚合成黑色素后，可以清楚地看到基于铜离子的酶催化儿茶酚衍生物多巴向光吸收多巴醌氧化转化为吲哚-5,6-紫罗兰酮，色素的颜色范围从红色到深棕色。

许多刺激能够改变黑色素生成，或培养的黑色素细胞产生黑色素，尽管它的工作方法尚不完全清楚。实验室测试表明，某些黑皮质素对小鼠的食欲和性活动有影响。类花生酸、类维生素A、雌激素、促黑素细胞激素、内皮素、补骨脂素、乙内酰脲、毛喉素、霍乱毒素、异丁基甲基黄嘌呤、二酰基甘油类似物和紫外线照射都会引发黑色素生成，进而引发色素沉着。在促肾上腺皮质激素(ACTH)升高的情况下，例如艾迪生病和库欣病，可以看到黑色素生成增加。这主要是由于α-MSH与与灵长类动物生殖倾向相关的激素一起分泌的结果。Alpha-MSH是ACTH的裂解产物，对黑色素细胞上的MC1受体具有与ACTH相同的亲和力。

黑素体是将化学物质包装在质膜内的囊泡。黑素体被组织成一个保护角质形成细胞核的帽子。当紫外线穿透皮肤并破坏DNA时，来自受损DNA的胸苷二核苷酸(pTpT)片段将触发黑色素生成并导致黑色素细胞产生黑色素体，然后通过树突转移到角质形成细胞的顶层。

黑素细胞的前体是黑素细胞。在成人中，干细胞包含在毛囊外根鞘的隆起区域中。当头发脱落并且毛囊再生时，干细胞就会被激活。这些干细胞发育成角质形成细胞前体和黑色素细胞——这些黑色素细胞同时供应头发和皮肤（进入表皮的基底层）。另外还有证据表明黑色素细胞干细胞存在于皮肤神经中，神经信号导致这些细胞分化为皮肤的黑色素细胞。

• 黑色素瘤-影响黑色素细胞的癌症
• 黑色素细胞肿瘤
• 恶性潜能不确定的黑色素细胞肿瘤
• 白癜风-由于自身免疫破坏导致黑色素减少，黑色素细胞数量减少
• 白化病-黑色素细胞数量正常，但由于酪氨酸酶活性降低或酪氨酸转运缺陷导致黑色素生成减少
• 黄褐斑（黄褐斑）-皮肤斑片状色素沉着过度黑色素细胞数量正常，黑色素生成增加导致色素沉着过度。与怀孕或口服避孕药的使用有关。
• 艾迪生病
• 色素痣