研究人员发现了一个光敏蛋白家族的成员是如何调节皮肤颜色的

布朗大学的一个研究小组发现，视蛋白3——一种与视紫质密切相关的蛋白质——在调节人类皮肤中产生的色素数量方面起着重要作用，而视紫质是决定肤色的一种蛋白质。

当人们在阳光下消磨时间而没有适当的皮肤太阳的紫外线辐射会向皮肤发出信号，让皮肤分泌更多的紫外线黑色素它可以防止辐射的致癌作用，颜色也会变暗。太阳紫外线辐射分为两部分:短波长辐射(UVB)和长波长辐射(UVA)。每个部分由皮肤以不同的方式检测;UVB是如何使人类晒黑的已经为人所知很久了。

另一方面，科学家们对皮肤如何探测和回应UVA(更丰富的太阳紫外线辐射)知之甚少。Elena Oancea是布朗大学分子药理学、生理学和生物技术系的副教授，她一直在研究这个问题。2015年，她的团队首次发现了黑素细胞，一种特殊的皮肤细胞产生黑色素，有丰富的视蛋白3，他们认为视蛋白3可能是探测UVA并发出增加黑色素产生信号的受体。

经过四年的时间和四个重大的惊喜之后，该团队的研究结果于5月16日(周四)发表在《科学》杂志上美国国家科学院院刊。

“我们已经发现了视蛋白3在人类黑素细胞中的作用，并找出了使视蛋白3实现这一功能的分子步骤，”Oancea说。“视蛋白3调节细胞产生色素的数量，但令人惊讶的是，它是独立于光的。这种机制是视蛋白的一个新范式。一旦我们对视蛋白3有了更多的了解，它可能会成为治疗色素沉着疾病的一个很好的目标。”

他们最初的假设是视蛋白3能检测到UVA辐射，从而导致钙离子充斥黑素细胞并触发黑素的产生，基于此，研究小组开始了实验。拉纳·奥兹利克(Rana Ozdeslik)是一名博士生，2017年在布朗大学获得博士学位，并继续作为研究助理从事该项目。她使用一种基因工程工具，大幅减少了培养的人类黑素细胞中视蛋白3的数量。

当奥兹利克将几乎没有视蛋白3的皮肤细胞暴露在紫外线下时，它们仍然会产生大量的钙离子。他们最初的假设是错误的。

“我们的第一个大惊喜是，视蛋白3不是UVA探测器，”Oancea说。

奥兹利克观察到没有视蛋白3的皮肤细胞显得更黑，奥西亚说。这是第二个惊喜。事实上，当他们测量黑色素时，黑素细胞在没有视蛋白3的情况下产生了更多的色素。下一步是弄清楚如何做到这一点。

在研究过程中，布朗博士生劳伦·奥林斯基加入了这个团队。他们共同发现视蛋白3改变了黑素皮质素-1受体的活性，这是一种已知的能增加环磷酸腺苷(cAMP)合成的蛋白质，而环磷酸腺苷是一种触发黑色素生成的分子信号。视蛋白3通过降低黑素-1受体产生的cAMP水平来调节黑色素。这是该项目的第三个惊喜。

该团队确定，正如预期的那样，视蛋白3结合了视网膜，这是一种维生素a的形式，对所有与视紫质相关的蛋白质感光是必不可少的。然而，他们无法检测到视蛋白3吸收任何波长的光。这是他们的第四个惊喜，奥西娅仍然觉得很困惑。她说，视网膜可能是出于某种结构上的目的，或者视蛋白3吸收的光的波长范围不容易测量。

最终，研究小组确定视蛋白3通过降低一种重要分子信号的水平来减少皮肤细胞中的黑色素的产生，但这种调节似乎不是由光触发的。

现在他们已经确定了视蛋白3在皮肤色素沉积中的作用，该团队正在寻求了解视蛋白3在身体的其他哪些部位产生，以及它可能具有哪些功能。奥林斯基正在努力确定视蛋白3在大脑中是如何工作的，它是在哪里首次被发现的。

视蛋白3可以调节黑素细胞产生色素的数量，这一发现表明视蛋白3可能是治疗色素沉着疾病的靶点。色素沉着障碍的特征是黑色素过多;色素减退症，如白化病，其特征是黑色素过少，这大大增加了患者对太阳紫外线的敏感性辐射还容易患皮肤癌。大多数色素沉着疾病都没有有效的治疗方法。Oancea说，在科学家能够瞄准皮肤中的视蛋白3之前，他们需要了解它在身体其他部位的作用，并学习如何开启或关闭它的活动。

---

---