肤色、黑色素皮质素受体1和紫外线

近期的研究表明,哺乳动物黑素细胞中黑色素皮质素受体1（MC1R）对调节棕黑色素和红黄色素的合成起关键的作用。MC1R基因的变异与动物的皮毛、人的皮肤和头发颜色差异密切相关。对小鼠的遗传学研究显示,MC1R是独特的、双功能控制受体。它由α-促黑色素皮质激素激活,其拮抗物为agouti蛋白,二者的共同作用导致哺乳动物表皮颜色的变异。另外,人类皮肤的色素沉着是决定于皮肤对外辐射的反应,以及由此引发皮肤癌的重要因素。MC1R变异与黑色素癌易感性相关。 Genotype,Melanocortin 1 Receptor and Ultrviolet Radiation Lü Xue-mei,SHI Peng,ZHANG Ya-ping Lab of Cellular & Molecular Evolution,Kunming Institute of Zoology,the Chinese Academy of Sciences,Kunming 650223,China Abstract:Recent work on the melanocortin 1 receptor (MC1R) suggests that MC1R plays a central role in regulation of eumelanin (brwon/black melanins) and phaeomelanin (red/yellow melanins) synthesis within the mammalian melanocyte.In the mouse,genetic studies show that the MC1R appears to be a unique,bifunctionally controlled receptor,activated by α–MSH and antagonized by agouti,both of which contribute to the variability seen in mammalian coat color.Variants of this receptor are associated with different animal's coat,human skin and hair colors.In addition,cutaneous pigmentation is a major determinant of the cutaneous response to ultraviolet radiation,and consequently of the risk of developing skin cancer.MC1R variants are a risk factor for melanoma susceptibility. Key words：Melanocortin-1 receptor gene; MC1R variants; ultraviolet radiation; skin and hair colors; skin cancer     

黑色素皮质素受体激动剂的高通量筛选模型研究

为了建立黑色素皮质素受体（MC4R）激动剂的高通量筛选方法,将人的MC4R基因质粒（hMC4R/pCDNA3.1）与报告基因质粒（3×CRE/3×MRE/SRE-LUC）按1∶5的比例共转染到HEK293细胞,通过G418筛选,建立了稳定的MC4R激动剂筛选细胞株.利用MC4R内源激动剂α-MSH探索和优化了每孔接种细胞数目、激动剂孵育时间、溶剂DMSO终浓度、荧光素酶底物浓度等筛选条件,建立了可靠的筛选方法.实验表明：当细胞数目为4×10⁴个/孔,激动剂孵育时间为8 h,每孔DMSO终浓度小于1％和α-MSH终浓度为1 μmol/L时,系统Z'-因子接近0.7,能够用于MC4R激动剂的高通量筛选.     

黑素皮质素受体1——哺乳动物黑色素形成中的关键基因MC1R——the Key Gene in Mammalian Melanin Synthesis

黑色素的形成与产生在动物的生长发育过程中受到许多基因的调控。本文综述了近年来被广泛研究的哺乳动物黑色素形成调控中的一个关键基因——黑素皮质素受体1（melanocortin-1-receptor, MC1R）基因的作用机制、DNA序列变异与黑色素性状之间的关系,并且对另一重要的脊椎动物类群——鸟类中MC1R基因的确定与突变情况作以概述,此外对乌骨鸡富含黑色素的原因和鸟类的黑色素形成机制也进行了探讨。Abstract: The study of the molecular regulation mechanism of melanin synthesis during animal development has become a new focus recently .The synthesis and production of melanin during animal development are regulated by many genes. This paper summarized the molecular function mechanism of melanocortin-1-receptor (MC1R) gene and the relationship between the consequences of polymorphic variation of the gene and melanin traits, in addition to summarized the identification and mutation of MC1R gene in birds. Furthermore, the reason of abundant melanin in silkies and melanin synthesis mechanism in birds are all also discussed here.     

牛黑素皮质素受体1(MCIR)基因与毛色表型的研究

牛MC1R基因不仅与毛色有关,而且与牛乳中乳蛋白的含量有关。利用PCR-RFLP和DNA测序技术分析了中国荷斯坦黑白花牛,中国荷斯坦红白花牛,鲁西黄牛和渤海黑牛共4个品种的MC1R基因。共检测出3种等位基因(ED,E ,e)。中国荷斯坦黑白花牛主要是ED和E 等位基因(ED=0.12、E =0.80);渤海黑牛也主要是ED和E 等位基因(ED=0.52、E =0.47);中国荷斯坦红白花牛和鲁西黄牛大多为e等位基因(e=0.95)。中国荷斯坦红白花牛和鲁西黄牛还存在E /e基因型。由此推测ED和E 等位基因导致黑色素合成。另外发现牛MC1R基因编码区725处存在一重要的SNP(单核苷酸多态性)。     

牛黑素皮质素受体1(MC1R)基因与毛色表形的研究

牛MC1R基因不仅与毛色有关, 而且与牛乳中乳蛋白的含量有关。利用PCR-RFLP和DNA测序技术分析了中国荷斯坦黑白花牛, 中国荷斯坦红白花牛, 鲁西黄牛和渤海黑牛共4个品种的MC1R基因。共检测出3种等位基因(E^D, E⁺, e)。中国荷斯坦黑白花牛主要是E^D和E⁺等位基因(E^D=0.12、E⁴=0.80); 渤海黑牛也主要是E^D和E⁺等位基因(E^D=0.52、E⁺=0.47); 中国荷斯坦红白花牛和鲁西黄牛大多为e等位基因(e=0.95)。中国荷斯坦红白花牛和鲁西黄牛还存在E⁺/e基因型。由此推测E^D和E⁺等位基因导致黑色素合成。另外发现牛MC1R基因编码区725处存在一重要的SNP(单核苷酸多态性)。     

黑素皮质素受体1的结构和功能

黑色素生成反应是受黑素皮质素受体l（MClR）调节的。MClR是G蛋白偶联受体（GPCR）超家族的成员之一,它在表皮和毛囊的黑色素细胞中表达。被促肾上腺皮质激素和α-促黑素激活的MClR,积极地与cAMP信号通路偶联,刺激黑色素合成,它也是褐黑素形成的一个通道。MClR的功能行为与GPCR信号出现的概念一致,包括聚合体偶联到更多的信号通路。另外,MClR也显示了独特的性质,如不寻常的高数量的自然变异通常与表型有关。因此,MClR是研究GPCR功能的一个理想模型。对MClR的结构和功能进行了简要综述。     

MC1R是控制鸡黑色素形成的候选主效基因

黑素皮质素受体1 (melanocortin 1-receptor, MC1R)基因是控制动物黑色素合成的重要基因.采用多聚酶链反应-单链构象多态性分析(PCR-SSCP)以及DNA测序的方法,在由丝羽乌骨鸡与明星肉鸡为亲本建立的中国农业大学资源家系群体鸡MC1R基因的编码区检测到3个单核苷酸多态位点,并对该单核苷酸多态性进行了分析.结果显示,鸡MC1R基因编码区引物3扩增片段多态性是由G→A（867位）点突变引起的,引物5扩增片段的多态性是由C→T（1 292位）与C→G（1 377位）两个点突变引起的,最后对单核苷酸多态性与肤色、肉色、胫色与内脏膜色等黑色素性状进行了卡方独立性分析,结果显示,MC1R基因编码区867处突变与鸡的肤色性状显著相关（P＜0.05）,1 292处突变与鸡的活体胫色性状显著相关（P＜0.05）,1 377处突变与鸡的肉色性状显著相关（P＜0.05）.研究表明,MC1R基因可能是鸡黑色素性状的主效基因或者与鸡控制黑色素性状的主效基因连锁.     

猪黑素皮质素受体1(MC1R)基因与毛色表型的研究

猪的毛色表型虽然与经济性状没有直接相关,但它却对经济效益产生重要影响,在猪育种实践、商品猪生产等方面都有应用。结合PCR—AccⅡ—RFIP、PCR—BspH I—RFLP及PCR-SSCP技术,分析了16个全同胞家系和金华猪、嘉兴黑猪、玉山黑猪、乐平花猪、上高两头乌猪及嵊县花猪等6个地方猪种随机采样个体的黑素皮质素受体1(MCIR)基因型。结果显示,地方猪种在MCIR位点携带高频率的显性黑等位基因E^DI,表明我国地方猪种的黑毛色可能主要由显性黑等位基因E^DI调控。通过对嵊县花猪MCIR位点的分析,首次发现PCR-SSCP证据的新序列,与已知的其他5个等位基因带型不同。家系个体的分析结果进一步验证了E^DI对E^p、e为完全显性,E^p对e为不完全显性。     

黑素皮质激素受体1（MC1R）基因与猪的毛色

猪的真黑色素与褐黑色素的合成量与分布主要受控于黑素皮质激素受体1基因。本文综述了该基因的定位、突变与多态检测,黑素皮质激素受体的作用机制,提出了对黑素皮质激素受体1基因进一步研究的看法。 Abstract：The amount and distribution of eumelanin and phaeomelanin are mainly controlled by Melanocortin Receptor 1 gene.The location、mutation and polymorphism testing of Melanocortin Receptor 1 gene and mechanism of Melanocortin Receptor 1 in pigs are discussed in the paper.The further research about the gene is also suggested.     

黑色素及其相关基因的研究进展

黑色素对动物体色的形成起重要的作用。对黑色素的本质、功能以及生成机理做了全面的总结,并归纳了一些影响动物皮肤颜色和毛色的主要基因及其研究现状。     

黑素皮质素受体-4的研究进展

黑素皮质素受体 4 (MC4R)是人类中枢神经系统中参与调节肥胖症发生的重要因素 ,可调节动物的体重和采食量。自MC4R基因克隆以来 ,学者们对MC4R的结构 ,生理功能 ,调控 ,作用机制及其基因突变与体重的关系等方面进行了大量的研究。     

哺乳动物毛色形成机制与影响因素

哺乳动物拥有丰富多彩的毛色,对于多种多样的动物毛色,影响其形成的可能原因较多,遗传物质与环境的相互作用不可忽视。本文针对调控黑色素细胞形成及褐黑色素、真黑色素合成的相关基因,分析了哺乳动物毛色形成的可能机制,并对研究不同毛色动物的同种动物遗传差异的方法进行了讨论。     

藏獒MC1R基因多态性与毛色表型的关联研究

目的:通过检测藏獒黑素皮质激素受体1(MC1R)基因的单链构象多态性(SSCP)在不同毛色群体中的分布,探讨MC1R基因多态性与毛色表型的相关性。方法:采用DNA测序技术,选择不同毛色藏獒的DNA为样本,根据GenBank发布的荷斯坦牛MC1R基因序列设计一对引物,采用PCR-SSCP技术分析MC1R基因在藏獒中的SSCP。结果:MC1R基因在藏獒中具有PCR-SSCP多态性,分别检测到3种基因型(AA、AB和BB);对MC1R基因多态性片段DNA克隆测序后发现,MC1R基因在编码区第313位存在单碱基突变(G→A),该突变导致第105位氨基酸发生由丙氨酸向苏氨酸的改变(T105A)。结论:MC1R基因的多态性与毛色性状不存在显著的相关性。     

miRNA-338-3p通过靶向抑制MC1R基因表达抑制羊驼黑色素细胞黑色素的生成

黑色素皮质素1受体MC1R）是在黑色素细胞内表达的G蛋白耦合受体（G protein coupled receptor, GPCR）家族成员,参与黑色素细胞中黑色素的生成。微RNAs（miRNAs）是一类非编码RNA,通过与靶基因3′-UTR结合抑制基因表达。已有研究证明,miR-338-3p 在多种人类肿瘤细胞中（过）表达,可通过下调靶基因表达抑制肿瘤细胞的侵袭迁移能力。然而,有关miR-338-3p对羊驼皮肤黑色素细胞的黑色素合成影响却罕见报道。本研究证明,miRNA-338-3p通过靶向抑制MC1R基因表达,抑制羊驼黑色素细胞黑色素的生成。采用生物信息学预测MC1R基因是miRNA-338-3p的靶基因,其基因表达抑制羊驼黑色素细胞黑色素合成。随后构建miR-338-3p真核表达载体。其基因转染结合qPT-PCR和Western印迹结果揭示,与对照细胞比较,过表达miRNA-338-3p的羊驼黑色素细胞的MC1R基因,及其下游与黑色素生成相关的小眼相关性转录因子（MITF)、酪氨酸酶(TYR)、酪氨酸酶相关蛋白1（TYRP1）、酪氨酸酶相关蛋白2（TYRP2）编码基因mRNA及蛋白质表达水平明显下调。酶联免疫吸附分析显示,过表达miRNA-338-3p的羊驼皮肤黑色素细胞的黑色素产量,较对照细胞显著下降（P＜0.01）。综上结果,miR-338-3p可通过抑制靶基因MC1R表达,下调其下游基因MITF、TYR、TYRP1和TYRP2基因的表达,从而抑制羊驼皮肤黑色素细胞黑色素的合成。miRNA-338-3p在羊驼生长发育过程中,是否参与调控体内皮肤黑色素细胞的黑色素生成尚待进一步研究。     

参考家系鸡黑素皮质素受体3基因多态性与体重关系研究

鼠遗传学研究显示黑素皮质素受体3（melanocortin-3 receptor,MC3R）和MC4R在能量平衡控制中具有互补作用。敲除MC3R基因鼠表现为独有的代谢综合征和增加脂肪重量。以8周龄高体重或低体重独立选择的高体重系（high weight,HW）和低体重系（low weight,LW）白洛克鸡3代参考家系群体作为实验材料,发现了5个新的MC3R基因单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms,SNPs）;建立了基于限制性内切酶Dde I的MC3R基因型的PCR-RFLP分子检测方法。方差分析结果显示MC3R基因型显著影响公鸡和母鸡的体重,以及公鸡腹脂含量。该结果建议MC3R基因可以作为侯选基因解释杂交鸡体重显著差异的原因。     

黑素皮质素受体对动物采食量和能量稳态的调控

黑素皮质素受体是G-蛋白耦联受体超家族成员。5个黑素皮质素受体基因已经被克隆和鉴定,并有不同的组织分布和生物学功能。本文综述了黑素皮质素受体3和受体4基因调控采食量和能量稳态的研究进展。 Abstract:The melanocortin receptors are members of the super-family of G-protein coupled receptors.To date,five melanocortin receptor genes (MC1R-MC5R) have been cloned and characterized.These receptorsdiffer in their tissue distributions and physiological roles.This review focuses on the roles of MC3R and MC4R in regulation of food intake and energy homeostasis.     

黑素皮质激素受体1（MC1R）基因系统发育树与犬的毛色

犬的驯养迄今约有1万多年,由于不同环境和不同目的人工选择形成了犬品种间或品种内极丰富的毛色多样性,经证实,这些犬的很多毛色类型与MC1R相关 ,MC1R在一些物种中有同源基因 本文阐述了犬MC1R多态性研究进展,并选择其它9个有代表性的哺乳动物物种与犬MC1R同源基因进行了比较,以此建立系统发育树。结果显示,10个物种的MC1R基因的分子进化关系与物种的经典分类学地位基本相符。      

黑素皮质素受体-2与Ⅰ型家族性糖皮质激素缺乏症

 黑素皮质素受体-2（MC2R）具有7个跨膜区（Ⅰ～Ⅶ）、3个胞外环和3个胞内环,人MC2R基因定位于18p11.2;编码区长894 bp,无内含子,在种间和种内具有较高保守性;人MC2R有297个氨基酸残基,推测分子量为33 kD.MC2R主要分布于肾上腺皮质区网状带和束状带,在功能上与腺苷酸环化酶偶联,通过激活依赖环腺苷酸的信号途径来催化类固醇合成;MC2R合成受到各种因子调节,包括其自身配体ACTH、顺式作用元件和反式作用因子等.MC2R基因突变可导致Ⅰ型家族性糖皮质激素缺乏症;迄今为止,在FGD患者中共发现37个MC2R基因编码区突变,突变单独或复合存在降低MC2R活性     

MC1R基因多态性与豚鼠隐性黄毛色的相关性分析

豚鼠Cavia porcellus的隐性黄毛色表型是由编码黑素皮质激素受体1(MC1R)的extension基因座位的等位基因e控制。本研究对野生型和黄毛色豚鼠MC1R基因位点所在区域进行PCR扩增与测序发现,在黄毛色豚鼠中存在1个2 760 bp的基因组缺失,该缺失涵盖了MC1R基因的整个编码区。采用三引物扩增体系对豚鼠MC1R基因缺失突变进行群体基因分型,在随机选择的58只野生型个体中,36只为EE纯合子,22只为Ee杂合子,而31只黄毛色个体均为ee纯合子;在15只测交后代中,8只黄毛色个体均为ee纯合子,而7只野生型个体均为Ee杂合子。基因分型结果表明,MC1R基因2 760 bp的缺失与隐性黄毛色完全相关。本研究为进一步探究MC1R基因在哺乳动物毛色遗传机制中的作用以及豚鼠的分子标记辅助育种提供了理论依据。