E - 98-015-A-10

Fisiología del sistema pigmentario

Resumen. - En el hombre el color de la piel es el resultado de la síntesis y distribución de mela-ninas en la epidermis y los folículos pilosos. Se trata de pigmentos producidos por los melano-citos, células especializadas derivadas de la cresta neural. Las melaninas son un grupo hetero-géneo de moléculas con propiedades fisicoquímicas y fotobiológicas diversas. El estímulo másimportante para la melanogénesis es la radiación solar ultravioleta. Se ha demostrado que laprincipal función biológica de las melaninas es la protección contra los efectos nocivos de laradiación solar. Sin embargo, estudios recientes sugieren que las funciones de las melaninas ydel sistema pigmentario son mucho más complejas. De hecho, los melanocitos son capaces desintetizar y secretar numerosos factores de crecimiento y citocinas, por lo que es probable queintervengan en algunas vías de regulación biológica diferentes a la melanogénesis. En los últi-mos diez años se han identificado numerosos genes implicados en la regulación del color delpelo del ratón y se han descrito sus homólogos en el ser humano. Esto ha permitido compren-der mejor los mecanismos celulares y moleculares que intervienen en los procesos de pigmenta-ción normal y anormal en el hombre.

Palabras clave: melanocito, melanocitogénesis, melanina, melanogénesis, tirosinasa, aMSH(alpha melanocyte stimulating hormone), agutí, melanosoma, pigmentación, radiación ultra-violeta.

O 2003, Editions Scientifiques et Médicales Elsevier SAS, París. Todos los derechos reservados.

F Mantoux

/P Ortonne

Introducción

El color de la piel, del pelo y del vello es el resultado de laactividad secretora de unas células especializadas, los mela-nocitos. Los precursores de estas células, situadas en la capabasal de la epidermis y en el bulbo de los folículos pilosos,son los melanoblastos. Estos migran precozmente durante lavida embrionaria desde las crestas neurales hasta sus terri-torios definitivos. Posteriormente se multiplican y se dife-rencian en melanocitos, adquiriendo así la capacidad de sin-tetizar y distribuir en estos tejidos unos pigmentos especia-les, las melaninas. La síntesis de melaninas incluye una seriede reacciones enzimáticas que tienen lugar en el interior delos melanosomas, organelas especializadas de los melanoci-tos. Durante la síntesis, los melanosomas son transportadoshacia el extremo de las dendritas melanocíticas y allí sontransferidos a los queratinocitos, donde sufrirán una degra-dación progresiva.La pigmentación melánica está predeterminada genética-mente y puede ser regulada tanto por las radiaciones ultra-violetas como por numerosos factores (hormonas, péptidos,mediadores químicos, etc.).

F Mantoux : Assistant-chef de clinique.lea,_Paul Ortonne : Professeur des Un’rversités, proticien hospitalier.Service de dermarologie, hápital Archet 2, 151, route de Saint-Antoine-de-Ginestiere, BP 3079,06202 Nice cedex 3, France.

Embriogénesis del sistemapigmentario (melanocitogénesis)Los melanoblastos, células derivadas de la cresta neural, sonlos precursores de los melanocitos. Las crestas neurales sondos estructuras embrionarias transitorias situadas en la

parte dorsal del tubo neural de donde derivan, además delos melanocitos, diversas estirpes celulares, como las célulasde sostén del sistema nervioso, algunas células neurales(ganglios espinales, ganglios entéricos, etc.), las células de lamédula suprarrenal y algunas células óseas y mesenquimá-ticas del esqueleto facial " ID="I1.39.5">1331.

Todas estas células derivan de precursores comunes totipo-tenciales que se diferencian progresivamente durante sumigración desde las crestas neurales hasta su(s) territorio(s)definitivo(s). Los precursores abandonan las crestas neuralespor su parte posterior dirigiéndose hacia una «zona de espe-ra» situada detrás de la porción dorsal de los somitas en desa-rrollo. En aves se ha demostrado que la determinación del

fenotipo melanocítico de las células pluripotenciales sucedemuy precozmente, incluso antes de llegar a esa región (7]. Sedesconoce todavía cuál es el mecanismo molecular respon-sable de este fenómeno. Posteriormente, la mayoría de lascélulas migran en dirección ventromedial hacia la cara inter-na de los somitas. Los melanoblastos toman un camino dife-rente, pasando entre el ectodermo y el dermomiotomo endirección dorsolateral. En el ser humano, a partir de la octa-va semana de gestación, penetran y proliferan en el meso-dermo subepidérmico para colonizar posteriormente la epi-

2

Cuadro I. - Genes que intervienen en la pigmentación cutánea.

MITF: Microphtalmia; MGF: mast cell growth factor; AOC: albinismo oculocutáneo; AO: albinismo ocular; TRP: tyrosinase related protein; WS: síndrome de Waardenburg; PAR: protease-activa-ted-receptor ; MATP: membrane associated transporter protein; MSH: melanocyte stimulating hormone; HPS: Hermansky-Pudlak syndrome; CHS: Chediak-Higashi syndrome.

dermis y los folículos pilosos. Es entonces cuando se dife-rencian en melanocitos maduros, apareciendo expansionescitoplasmáticas denominadas dendritas melanocíticas ycomenzando la síntesis de melaninas.

Siguiendo vías de migración idénticas, algunos melanoblas-tos van a colonizar también determinadas estructuras ocula-res (coroides, estroma ciliar e iris), auditivas (órgano vesti-bular, estría vascular del canal coclear) y nerviosas (lepto-meninges). Sólo los melanocitos del epitelio pigmentario dela retina, que derivan del ectodermo de la porción anteriordel tubo neural, siguen una vía diferente.

El estudio de las hipomelanosis de origen genético en anima-les y humanos ha permitido identificar numerosos factoresimplicados en el control de la melanocitogénesis (cuadro 1).

c-Kit

Es un receptor de superficie que se expresa en la membranade los melanoblastos. Su ligando puede ser el stem cell factor(SCF) o el mast cell growth factor (MGF). En el hombre, lasmutaciones en el gen de c-Kit causan el piebaldismo, unaafección caracterizada por la ausencia de melanocitos en las

3

zonas más distales al punto de partida de los melanoblastos(regiones mediales del tronco y de las extremidades). Estehecho sugiere que existe una asociación c-Kit/SCF durantela migración y/o supervivencia de los melanoblastos 1521.

Algunos trabajos recientes sustentan la idea de que estasmoléculas tendrían una función antiapoptósica sobre lascélulas melanocíticas en migración 1251.

Microphtalmia (MITF)Es una proteína que forma parte de una familia de factoresde transcripción implicados en los procesos de proliferacióny diferenciación celular y en la regulación del desarrollo. Enel hombre se han detectado mutaciones del gen de MITF en

pacientes con síndrome de Waardenburg tipo II-A, que semanifiesta por sordera e hipomelanosis con ausencia demelanocitos en piel, iris y folículos pilosos. La transfecciónde un vector que codifica la MITF en fibroblastos de cultivo

produce marcadores de diferenciación melanocítica (tirosi-nasa, tyrosinase related protein TRP-1 o TRP-2) y modifica lamorfología celular hacia un fenotipo dendrítico 1531.

PAX-3

Es un factor de transcripción cuya acción no está claramentedefinida. Puede que exista una interacción PAX-3-MITF:PAX-3 estimularía la expresión de MITF al unirse directa-mente sobre su promotor " ID="I3.24.5">1581. Se han encontrado mutacionesdel gen PAX-3 en pacientes con síndrome de Waardenburgtipo I y III.

Endotelina-3 (EDN3)Es un péptido vasoconstrictor cuyo receptor (EDNRB) seexpresa con frecuencia en los melanoblastos. Se ha demostra-do in vitro que la EDN3 es un potente mitógeno de las célu-las pluripotenciales de las crestas neurales y un inductor dela diferenciación de estas células hacia estirpes melanocíticasy gliales " ID="I3.33.3">[311. En el hombre, las mutaciones de los genes deEDN3 y EDNRB dan origen al síndrome de Waardenburgtipo IV, que asocia despigmentación por ausencia de melano-citos y megacolon por ausencia de células gliales colónicas ~5’~.

SOX-10

En el ser humano, se han documentado mutaciones del gende SOX-10 en el síndrome de Waardenburg tipo IV SOX-10es un factor de transcripción implicado en el desarrollo ysupervivencia de los melanoblastos y actúa indirectamentesobre estas células estimulando la expresión de MITF encolaboración con PAX-3. Esta acción pasa por la transactiva-ción concomitante de SOX-10 y PAX-3 sobre el promotor delgen de MITF [81.

Aspectos celulares y subcelularesdel sistema pigmentario

CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS

Microscopia ópticaTinciones estándar

En las muestras de piel teñidas con hematoxilina-eosina-safra-nina, los melanocitos aparecen como células claras y globulo-sas localizadas en la capa basal de la epidermis (fig. 1). Existendos métodos que permiten visualizarlas mejor: las tincionesargénticas que tiñen las melaninas de negro y la reacción condihidroxifenilalanina (DOPA) que consiste en incubar los teji-dos no fijados en una solución con DOPA para estimular la

1 Melanocitos en la capa basal de laepidermis (flechas) (tinción con he-matoxilina-eosina-safranina).

2 Reacción DOPA en un corte horizontal de una epidermis normal.

producción de melaninas. De esta forma, los melanocitos apa-recen como células dendríticas marrones o negras con prolon-gaciones citoplasmáticas superiores que se introducen entrelos queratinocitos de las capas suprabasales (fig. 2).

InmunohistoquímicaLos melanocitos se reconocen específicamente gracias a laexpresión del antígeno Melan-A/MART-1, de la tirosinasa yde TRP-1 (fig. 3). Los melanocitos expresan también deforma constitutiva la proteína S100ab y la vimentina. El anti-cuerpo HMB-45 reconoce la glicoproteína pmel-17. Se expre-sa en los melanoblastos, los melanocitos del bulbo piloso ylos melanocitos epidérmicos activos (pero no en los de la epi-dermis normal del adulto).

Microscopia electrónica

Morfología de los melanocitosEl melanocito se distingue del resto de células de la epidermispor las siguientes características (fig. 4): ausencia de tonofila-mentos, de desmosomas y de cuerpos de Langerhans y,sobre todo, por la presencia de una organela específica, elmelanosoma. El citoplasma del melanocito es más claro queel de otras células epidérmicas, posee un aparato de Golgi amenudo muy desarrollado y numerosas lamelas de retículo

endoplásmico en el cuerpo celular. También posee una abun-dante red de microtúbulos dispuestos en paralelo al ejemayor de las dendritas melanocíticas. El núcleo de los mela-nocitos en general es redondeado y contiene una cromatinafina y un nucléolo bien visible.

4

3 Estudio con inmuno-

fluorescencia (anticuer-pos anti-tyrosinase rela-ted protein [TRPI-1) deun melanocito humanonormal en cultivo.

4 Imagen al microsco-pio electrónico de unmelanocito epidérmico.

5 Región perinuclear de un melanocito epidérmico visualizado por mi-croscopia electrónica (flecha blanca: melanosoma en fase I; flecha mediana:melanosoma en fase 11; flecha gruesa: melanosoma en fase III; punta de fle-cha : melanosona en fase IV).

La morfología de los melanocitos pilosos es muy similar a lade los melanocitos epidérmicos. Sin embargo, se observanmodificaciones melanocíticas durante el ciclo folicular del

pelo, como son el aumento del volumen citoplasmático, delaparato de Golgi, del retículo endoplásmico rugoso e incre-mento del número de melanosomas al principio de la faseanágena.

Morfología de los melanosomasLos melanosomas tienen una morfología diferente según eltipo de pigmento sintetizado: los eumelanosomas son losmás abundantes y sintetizan eumelanina; los feomelanoso-mas producen las feomelaninas. Durante la síntesis de mela-ninas, los melanosomas sufren, además, una maduraciónmorfológica que puede describirse esquemáticamente encuatro etapas según su aspecto al microscopio electrónico.

eumelanosomas (fig. 5) ’

- Fase I: vesícula esférica delimitada por una membrana ycon contenido granular fino o filamentoso de morfologíahelicoidal con una periodicidad aproximada de 20 nm.- Fase II: estructura ovoide o redondeada que contiene fila-mentos con o sin puentes cruzados.- Fase III: la estructura interna es igual a la de los melano-somas de la fase II, pero con síntesis activa de melanina, quese manifiesta al microscopio electrónico por la aparición deun material denso sobre la matriz filamentosa.- Fase IV: la organela adopta una forma ovalada y opaca almicroscopio electrónico y las estructuras internas se vuelvencompletamente invisibles. Los «cuerpos vesiculoglobulares»claros están presentes en la superficie de los melanosomasdonde forman protrusiones localizadas.

- Feomelanosomas

También pueden distinguirse cuatro fases evolutivas de feo-melanosomas. Éstos se diferencian de los eumelanosomas poradoptar hasta la fase IV una morfología redondeada, sinmatriz filamentosa y con melanización en el interior de micro-vesículas que progresivamente van oscureciéndose, confirien-do al final a la organela un aspecto granuloso irregular.

POBLACIÓN MELANOCÍTICAEN LA PIEL DEL ADULTO

En los mamíferos, el sistema melanocítico puede considerar-se como esencialmente bicompartimental, con un comparti-mento epidérmico y otro folicular. Además existe un tercercompartimento extracutáneo, muy minoritario, correspon-diente a los melanocitos de las mucosas, semimucosas y delos ojos.En el adulto, la población melanocítica activa y funcional dela piel se calcula en 1 a 1,5 cm’.

Compartimento epidérmicoEn el ser humano, el compartimento epidérmico es el predo-minante. La actividad basal de mitosis de los melanocitos

epidérmicos es reducida en comparación con la de los que-ratinocitos y aumenta con la radiación ultravioleta (UV). Losmelanocitos tienen una distribución homogénea, a interva-los regulares, lo que permite diferenciar un territorio paracada célula pigmentaria. Asientan en el estrato basal de laepidermis, con una media de un melanocito por cada 10 a 15 5queratinocitos basales. Emiten unas prolongaciones citoplas-máticas, las dendritas, que entran en contacto con los quera-tinocitos vecinos y suprabasales. De esta forma, cada mela-nocito contacta con una media de 20 a 30 queratinocitos. Esteconjunto de células constituye una unidad funcional, la uni-dad epidérmica de melanización (UEM), concepto que, aun-que muy esquemático, permite crear un modelo de interac-ción entre melanocitos-queratinocitos.La densidad de melanocitos epidérmicos melánicamente acti-vos (DOPA-positivos) varía de un tejido a otro. Es más eleva-da en la cara, los antebrazos y la región genital (2 000/mmz)que en el resto del cuerpo (900-1 500/mmz). Es importanteseñalar que la densidad melanocítica en una determinada

región anatómica es aproximadamente igual en todos losfototipos estudiados. Por tanto, las diferencias de pigmenta-ción cutánea entre los individuos no dependen del númerode UEM sino de la cantidad de melanosomas de cada UEM.La distribución de los melanosomas dentro de los querati-nocitos (aislados o agrupados) también influye en la colora-ción final de los tejidos. Las variaciones interindividuales enla densidad melanocítica dependen de varios factores:- genéticos: el número de melanocitos activos y su distri-bución en los tejidos está determinado genéticamente 1261;- ambientales: la exposición única a la radiación UV incre-menta el número de melanocitos epidérmicos activos. Laexposición repetida conlleva una activación irreversible de

5

las células pigmentarias, lo cual explicaría en parte las varia-ciones interindividuales en la densidad melanocítica "6~;- envejecimiento: con la edad se observa una disminuciónen el número de melanocitos activos. Tanto en las zonas

expuestas como en las no expuestas a la radiación UV, secalcula una pérdida del 8 % cada 10 años. Queda por deter-minar si dicha pérdida es consecuencia de la desaparición demelanocitos o de una inactivación de los mismos (melanoci-tos DOPA-negativos) " ID="I5.9.3">[161;- hormonales: la gran densidad melanocítica en los genita-les externos masculinos podría explicarse por uno o variosfactores hormonales.

Compartimento folicularEn los folículos pilosos activos, los melanocitos se encuen-tran en la pared del infundíbulo del pelo y en la porciónsuperior del bulbo piloso en contacto con la cresta de la papi-la dérmica. La utilización de anticuerpos específicos contralos melanocitos ha permitido identificar una población demelanocitos amelánicos (DOPA-negativos) en la parte mediae inferior de la vaina epitelial " ID="I5.20.7">[41. También se han encontradomelanocitos activos a este nivel tras fotoquimioterapia, que-maduras y exposición a UV y a rayos X 1431.El crecimiento y la actividad melanogénica de los melanoci-tos están estrechamente relacionados con las fases del ciclofolicular del pelo. Al principio de la fase anágena, los mela-nocitos situados en la porción superior del bulbo piloso pro-liferan y comienzan a sintetizar pigmento melánico. Éste estransferido a los queratinocitos que surgen de la papila fo-licular tras su ascenso hacia el córtex y la médula del tallodel pelo. La melanogénesis termina antes de que acabe lafase anágena y, por tanto, no existe pigmentación en la partemás proximal del tallo piloso. Durante la siguiente fase, catá-gena, se produce la involución del folículo piloso y se acom-paña de desaparición de los melanocitos bulbares. Al princi-pio de la siguiente fase anágena, se observa una recoloniza-ción melanocítica precoz del bulbo. No está claramente esta-blecido cuál es el origen de los melanocitos implicados en larecolonización. El reservorio melanocítico podría estar consti-tuido por melanocitos amelánicos situados en la protuberan-cia de la vaina epitelial externa y/o melanocitos del bulbo quesobrevivieron a la involución folicular de la fase catágenaanterior. Esta hipótesis se apoya en la detección al microsco-pio electrónico y con inmunohistoquímica de melanocitosamelánicos en la vaina epitelial durante la fase catágena y enel bulbo piloso durante la fase telógena 114]. No se conocenexactamente los factores que intervienen en la repoblaciónmelanocítica de los bulbos pilosos a lo largo de los sucesivosciclos del pelo. Algunos trabajos sugieren un papel determi-nante del SCF y de su receptor c-Kit en este fenómeno’9’.Al igual que en la epidermis, el número de melanocitos fo-liculares va disminuyendo con la edad, de modo que a par-tir de la tercera década el pelo adquiere una coloración gri-sácea, y finalmente blanca. Los mecanismos relacionados nohan sido bien estudiados. En este fenómeno de despoblaciónmelanocítica podría estar implicada la familia de oncogenesBcl-2 que produciría la apoptosis melanocítica " ID="I5.56.7">1°’.

ADHESIÓN Y MOVILIDAD MELANOCÍTICA

La posición de los melanocitos en la epidermis se estabilizagracias a sus interacciones con los queratinocitos y con algu-nas estructuras de la membrana basal. La cadherina-E, ex-presada in vitro por los melanocitos y los queratinocitos,parece desempeñar un papel importante en las interaccionesmelanocito-queratinocito " ID="I5.63.2">f". Algunas integrinas intervienentambién en las interacciones melanocito-queratinocito ymelanocito-estructuras de la membrana basal. La expresiónde integrinas por parte de los melanocitos está restringida a

unos isotipos particulares, concretamente av-pl y a3-~1.Esto sugiere que existen estrechas interacciones con algunoselementos de la membrana basal como la laminina 5, el colá-

geno y la fibronectina [201. Las integrinas actúan también en lamigración in vitro de los melanocitos 163i. Además, al igualque los fibroblastos y los queratinocitos, los melanocitos soncapaces de sintetizar in vitro algunos elementos proteicos dela matriz extracelular. Al modificar de esta forma su micro-ambiente, serían capaces de modular ellos mismos su capa-cidad de adhesión y de migración.

Mecanismos de síntesis

y distribución de las melaninas

MELANOGÉNESIS

Principales tipos de melaninaLas melaninas son polímeros. No constituyen una clase quí-mica definida propiamente dicha; se trata más bien de unconjunto de moléculas afines que presentan diferentes gra-dos de polimerización y oxidación ~"5~. Aunque el color delpigmento y su solubilidad en disolventes no son específicos,estas propiedades fisicoquímicas se utilizan para clasificarlas melaninas en dos grandes grupos, las eumelaninas y lasfeomelaninas (cuadro 11):- las eumelaninas son melaninas de alto peso molecular, decolor marrón o negro, insolubles en la mayoría de los disol-ventes. Resultan de la polimerización oxidativa de diversosprecursores indólicos de estructura cíclica derivados de la

dopaquinona, en particular de la 5,6-dihidroxindol (DHY).Su color negro u oscuro resulta de su estructura cíclica queatrapa la luz;- las feomelaninas son melaninas de coloración amarilla

anaranjada, solubles en bases y con alto contenido en nitró-geno y azufre. Provienen de la polimerización oxidativa dela cisteinildopas;- las melaninas «mixtas»: la clasificación bioquímica de lasmelaninas en dos tipos diferentes resulta demasiado esque-mática. Se ha demostrado que in vivo pueden existir poli-merizaciones entre monómeros de eumelaninas y feomelani-nas, con una proporción variable de ambos tipos.

Biosíntesis de las melaninas y control enzimáticode la melanogénesis

La melanogénesis resulta de una sucesión de reacciones cata-lizadas por diferentes enzimas, de las cuales las más conoci-das son la tirosinasa, la TRP-1 y la TRP-2 (fig. 6). Esta síntesistiene como sustrato un aminoácido, la tirosina, que se trans-forma sucesivamente en 3-4 DOPA y luego en dopaquinonapor acción de la tirosinasa. A continuación, las vías de síntesisdivergen, interviniendo TRP-1 y TRP-2 en la eumelanogénesise incorporando derivados sulfatados en la feomelanogénesis.

Tirosinasa, TRP-1 y TRP-2

Estas tres enzimas son proteínas transmembrana localizadasen la pared de los melanosomas. Aunque están codificadaspor genes diferentes, poseen alrededor del 40 % de homolo-gía en su secuencia, sobre todo en las regiones funcional-mente importantes, como la porción C-terminal (péptidoseñal), el dominio transmembrana, dos lugares de unión alcobre y dos regiones ricas en cisteína. Se sintetizan como pro-teínas de aproximadamente 55 kDa y sufren modificacionesposteriores a la traducción en el aparato de Golgi antes de serincorporadas a los melanosomas en forma de proteínas ma-duras glicosiladas de aproximadamente 75 kDa "’l.

6

Cuadro II. - Diferencias entre eumelaninas y feomelaninas.

6 Síntesis de melaninas. TRP-2: tyrosinase related protein 2 o dopacromotautomerasa; TRP-I: tyrosinase related protein 1 o DHICA oxidasa; DHI:5,6-dihidroxindol; DHICA: ácido 5,6-dihidroxindol-2 carboxMico.

- La tirosinasa se codifica en el locus albino, que en el serhumano se localiza en el cromosoma 11. Esta enzima catali-za las dos primeras reacciones de síntesis de las melaninas,la hidroxilación de la tirosinasa en DOPA y la oxidación deésta en dopaquinona. De esta forma, constituye la enzimalimitante de la melanogénesis [211. También posee una activi-dad DHI oxidasa. En el ser humano se conocen numerosasmutaciones en el locus albino, causantes de los albinismosoculocutáneos tipo 1.- La TRP-1 se codifica en el locus Brown (cromosoma 9 enhumanos). Su función principal es oxidar el ácido 5,6-DHI-2carboxílico (DHICA) en ácido indol-5,6-quinona-2 carboxíli-co 1281. En el hombre se han encontrado mutaciones de TRP-1

que dan origen al albinismo oculocutáneo tipo 3.- La TRP-2 o dopacromo tautomerasa (DCT) se codifica enel locus slaty (cromosoma 13 en humanos). Tiene la capaci-dad de isomerizar la dopacromo en DHICA. Sin embargo, enausencia de TRP-2, la dopacromo puede convertirse espon-táneamente en 5,6-DHI í5l] «

Otras proteínas implicadas en la melanogénesis- Proteína P: es una proteína de 110 kDa de la membranade los melanosomas codificada por un gen situado en ellocus pink-eyed dilution (cromosoma 15 en humanos). Lasmutaciones de este gen causan en el hombre el albinismooculocutáneo tipo 2 y producen en el ratón una reducciónimportante de las reservas de eumelaninas pero no de las defeomelaninas. Esto sugiere que la proteína P participa en laregulación de la eumelanogénesis 1321. Trabajos recientes handemostrado que la proteína P interviene en la regulación delpH en los melanosomas controlando así, de forma indirecta,la melanogénesis 110]. De hecho, las variaciones del pH dentrode los melanosomas influyen directamente sobre su activi-dad melanogénica 151.

- Pmel-17: es una proteína de 110 kDa de la matriz de losmelanosomas codificada en el locus silver (cromosoma 12 enhumanos). No se conoce bien su papel: interviene en la regu-lación de la melanogénesis, como lo demuestra la presenciade hipopigmentación en el ratón con mutación en el locus sil-ver. Sin embargo, no tendría una función enzimática propia,sino más bien reguladora en las etapas finales de la melano-génesis, estabilizando la DHI y la DHICA (actividad «estabili-zadora») y favoreciendo su incorporación a las melaninas 113].- Membrane associated transporter protein (MATP): es unaproteína de la pared de los melanosomas cuya función exac-ta es desconocida. El estudio de la secuencia proteica indicaque se trata de una proteína de 12 dominios transmembranaque podría actuar como transportador de membrana 1381. Enel hombre se han encontrado mutaciones en el gen MATP

que son responsables del albinismo oculocutáneo tipo 4.

BIOGÉNESIS, TRANSPORTE, TRASLOCACIÓNY DEGRADACIÓN DE LOS MELANOSOMAS

La síntesis de melaninas se realiza en los melanosomas, orga-nelas citoplasmáticas específicas de los melanocitos de estirpelisosomal. Durante la melanogénesis, los melanosomas sufrenuna maduración morfológica (cf. supra) y son transportadoshacia el extremo de las dendritas melanocíticas. En la epider-mis y los folículos pilosos son transferidos a los queratinoci-tos, donde se digieren y se libera su contenido.

a Biogénesis de los melanosomasLa biosíntesis de los melanosomas es un proceso complejoque tiene lugar en la región perinuclear de los melanocitos:los melanosomas maduros en fases III y IV resultan de lafusión de los premelanosomas (melanosomas en fases I y II)que contienen proteínas estructurales específicas con vesícu-las recubiertas de clatrina originadas directamente en el trans-Golgi y que transportan las enzimas de melanogénesis (tiro-sinas ; TRP-1; TRP-2) 1361 (fig. 7). Contrariamente a lo que se

pensaba, según los antiguos hallazgos morfológicos los pre-melanosomas no derivan del retículo endoplásmico liso: seforman a partir de unos endosomas específicos, los «endoso-mas recubiertos», que parecen derivar de otros precoces y quecorresponden a una forma intermedia entre éstos y los tardíos.Los premelanosomas se originan por enriquecimiento pro-gresivo de los «endosomas recubiertos» en proteínas estruc-turales de los melanosomas (como la proteína pmel-17). Éstasse dirigen dentro de vesículas desde el trans-Golgi hacia losendosomas recubiertos a los cuales se fusionan 146]. Otras

vesículas, recubiertas de clatrina, surgen también del trans-Golgi y transportan enzimas melanogénicas, fusionándosecon los premelanosomas para formar melanosomas madu-ros. Es entonces cuando puede comenzar la síntesis de mela-ninas 1421. Por tanto, las proteínas específicas de los melano-somas provienen todas del trans-Golgi, pero son incorpora-das a ellos por vías diferentes (transporte directo o por endo-somas precoces con las proteínas estructurales para los«endosomas recubiertos», y transporte de enzimas melano-génicas directamente desde el trans-Golgi hacia los melano-somas de fase II) lo que supone la puesta en marcha demecanismos de selección y dirección para cada una de estasvías. Se han identificado diferentes proteínas relacionadascon la biogénesis de los melanosomas y diferentes organelasde estirpe lisosomal, como los gránulos densos plaquetariosy los gránulos lisosomales leucocitarios:- HPS-1 es una proteína melanosómica codificada en ellocus Pale ear en el ratón. Determinadas mutaciones en él

provocan en el hombre el síndrome Hermansky-Pudlak tipo 1,que asocia hipopigmentación de piel y faneras, hemorragiaspor déficit de cuerpos densos plaquetarios y manifestacionesclínicas debidas a una acumulación intracelular de lisoso-mas. HPS-1 es una proteína citosólica, de estructura especí-fica, que no comparte ninguna homología con otras proteí-

7

7 Biosíntesis de los melanosomas.Los premelanosomas se forman por enriquecimiento progresivo de los endo-somas recubiertos en proteínas estructurales (por ejemplo, pmel-17). Losmelanosomas maduros se forman, igualmente, por fusión de vesículas quetransportan la maquinaria enzimática para la melanogénesis (tirosinasa;tyrosinase related protein [TRPI-I; TRP-2) con los premelanosomas. En lafigura se muestra la actuación de los mecanismos de selección y direcciónpropios para cada una de estas vías, así como los posibles lugares de acciónde determinadas proteínas. AP-IIAP-3: complejo adaptador 1 y 3; espícu-las roias: clatrina.

8 Transporte de los melanosomas.En primer lugar, los melanosomas son transportados por los microtúbuloshacia el extremo de las dendritas, con la proteína Rab26 inactiva en susuperficie (forma GDP [guanosín difosfatol). Por la acción de un factor deintercambio aún sin identificar, esta proteína pasa a su forma activa (formaGTP [guanosín trifosfatol) y se une a su efector, la melanofilina (no repre-sentada). Una vez en el extremo de la dendrita, los melanosomas con elcomplejo Rab27/melanofilina activos se unen a la miosina Va y son trans-portados por la red de actina subcortical hacia la punta de las dendritas.

nas conocidas. Intervendría en la biogénesis de los premela-nosomas por un mecanismo todavía desconocido " ID="I7.21.7">[40].- AP-3 es un complejo adaptador que interactúa con la cla-trina. Se localiza en los endosomas precoces e intervendríaen el proceso de selección y transporte de proteínas post-Golgi y/o del compartimento endosomal hacia los melano-somas 1621. Las mutaciones del gen que codifica la subunidadp3A de AP-3 son responsables del síndrome de Hermansky-Pudlak tipo 2.- CHS-1 es una proteína de membrana de los melanoso-mas codificada en el locus Beige en el ratón. Intervendría enla organelogénesis regulando negativamente la fusión dealgunas organelas intracelulares, como los melanosomas " ID="I7.32.7">[44].Se han encontrado mutaciones de CHS-1 en pacientes consíndrome de Chediak-Higashi tipo 1, que se caracteriza poralbinismo parcial, déficit inmunitario grave y presencia demelanosomas y de gránulos intracitoplasmáticos gigantes enlos melanocitos y los leucocitos.

Transporte de los melanosomasTras su síntesis en la región perinuclear, y mientras se elabo-ran en su interior las melaninas, los melanosomas son trans-portados hacia el extremo de las dendritas melanocíticas. Esun transporte activo bifásico a través del citoesqueleto (fig. 8):inicialmente los melanosomas son transportados desde elespacio perinuclear a la porción distal del cuerpo de las den-dritas a través de la red de microtúbulos. Luego, son transfe-ridos a la punta de las dendritas a través del citoesqueleto deactina. Recientemente se ha demostrado in vitro que los mela-nosomas de los melanocitos humanos tienen también unmovimiento retrógrado desde las dendritas hacia el núcleo (11].Las proteínas motoras que inducen el desplazamiento de losmelanosomas se unen por un lado con las organelas y porotro con el citoesqueleto. Aún no se ha completado su iden-tificación. Dos «motores moleculares» asociados a los micro-túbulos, la cinesina y la dineína, participarían en el trans-porte anterógrado y retrógrado, respectivamente, de losmelasonomas al cuerpo de las dendritas ~"-’9l Una vez quealcanzan la porción distal de este último los melanosomasson «capturados» y se unen a una miosina no convencional,la miosina Va, que asegura a través de la red de actina sutransporte hacia el extremo de las dendritas. En el hombre,se han documentado mutaciones del gen de la miosina Va enel síndrome de Griscelli-Prunieras tipo 1, enfermedad que

asocia hipopigmentación de piel y faneras y trastornos neu-rológicos. Algunos casos de este síndrome se caracterizanpor un déficit inmunitario severo (síndrome de Griscelli-Prunieras tipo 2) [37]. Se han encontrado mutaciones de un

gen que codifica una pequeña proteína G denominadaRab27a. Esta proteína es necesaria para el transporte perifé-rico de los melanosomas íll

y asegura la unión entre la miosi-na Va y los melanosomas en el extremo de las dendritasmelanocíticas. En esta unión interviene una tercera molécu-la recientemente identificada, la melanofilina. Se trata deuna proteína de la familia synaptogamine like-protein (slp),que tendría un papel adaptador uniendo por un lado la pro-teína Rab27 y por otro la miosina Va ~5".

Traslocación de los melanosomasa los queratinocitos

Tras haber alcanzado la punta de las dendritas, los melano-somas son transferidos a los queratinocitos. Se han propues-to diferentes mecanismos para explicar este proceso:- proyección de los melanosomas al espacio intercelular,seguido de endocitosis por los queratinocitos;- transferencia de los melanosomas por comunicacióndirecta entre los dos tipos celulares;- proceso de fagocitosis de los extremos dendríticos porparte de los queratinocitos. Los estudios morfológicos invitro, por microscopio electrónico y videomicroscopio apo-yan esta última hipótesis l~i ~il. En un primer momento, unaexpansión citoplasmática dendrítica que contiene numero-sos melanosomas se pone en contacto con la membrana del

queratinocito, que forma un pliegue y luego una invagina-ción que se cierra formando una vacuola de doble membra-na. Mientras las vacuolas son transportadas al espacio peri-nuclear de los queratinocitos, la membrana interna, corres-pondiente a la membrana citoplásmica del melanocito, y lamembrana externa de los melanosomas, se degradan.Estudios recientes refuerzan esta hipótesis y subrayan elpapel central de un receptor de membrana de los queratino-citos denominado protease-activated-receptor 2 (PAR-2) 150].PAR-2 es un receptor ligado a la proteína G con siete domi-nios transmembrana, que se activa por la unión enzimáticade una parte de su dominio extramembranoso. Se ha demos-trado in vitro e in vivo que:- la activación de PAR-2 aumenta tras exposiciones repeti-das a rayos UVB;

8

- la activación y la inhibición de PAR-2 conducen, respec-tivamente, a un aumento y a una disminución en la pigmen-tación epidérmica;- este efecto depende de una modulación en la fagocitosisde los melanosomas por parte de los queratinocitos y sucedepor una redistribución de la actina subcortical.

Distribución y degradación de los melanosomasen los queratinocitos

En los queratinocitos, los melanosomas están situados den-tro de lisosomas secundarios y se distribuyen de forma ais-lada o agrupada. Parece ser que el tamaño y, posiblemente,la composición química de los melanosomas, determinan elmodo de distribución intraqueratinocítica de los melanoso-mas " ID="I8.14.2">[291. De esta forma, en la epidermis los melanosomas degran tamaño (superior a 1 um) permanecen aislados, mien-tras que los de tamaño inferior se encuentran agrupados. Eltamaño de los melanosomas y los queratinocitos varía segúnla raza: en los caucásicos, los melanosomas epidérmicos sonde pequeño tamaño y se encuentran agrupados, mientrasque en sujetos de raza negra son de gran tamaño y se distri-buyen de forma aislada en los queratinocitos íli.

Regulación de la melanogénesisCONTROL GENÉTICO

El estudio de las genodermatosis hipopigmentarias en hu-manos y de los efectos de las mutaciones en la coloración del

pelo de los ratones ha permitido identificar un gran númerode genes involucrados en el proceso de la pigmentacióncutánea. En el cuadro I se detallan algunos de estos genes, lafunción de las proteínas resultantes y las enfermedadeshumanas correspondientes.

Radiaciones ultravioletas

In vivo, las radiaciones UVA y UVB solares son el principalestímulo para la melanogénesis. También incrementan elnúmero de dendritas y de melanocitos. Pueden actuar sobreéstos de forma directa o indirecta induciendo la secreción defactores paracrinos y autocrinos por parte de los queratino-citos y por los propios melanocitos.

Efectos directos de los rayos ultravioletasLa radiación UVB sobre los cultivos de melanocitos produceuna neosíntesis de melaninas, lo cual demuestra que los UVactúan directamente sobre los melanocitos. Este efecto estámediado por un incremento, tanto en la expresión como enla actividad de la tirosinasa [181. El principal mecanismo dedaño molecular es el producido por las radiaciones UV sobreel ácido desoxirrubonucleico (ADN), formando dímeros detimidina. Se ha demostrado que la adición de dímeros detimidina (que normalmente son escindidos por las enzimasde reparación) a cultivos de melanocitos no radiados, o laaplicación tópica de dichos dímeros sobre la piel de un coba-ya, estimularía la melanogénesis de forma similar a como lainducen las radiaciones UVB [151.

Efectos indirectos de las radiaciones ultravioletasLos medios de cultivo específicos para queratinocitos estimu-lan el crecimiento y la síntesis de melaninas en los cultivosde melanocitos. Estos efectos aumentan cuando los querati-nocitos son previamente radiados con UV, lo que sugiere queéstos secretan sustancias que juegan un papel determinanteen el crecimiento y la diferenciación melanocítica. Se hanidentificado numerosos factores queratinocíticos activadoresde la melanogénesis, cuya secreción aumenta con los UV " ID="I8.60.10">111

Cuadro III. -Factores paracrinos que intervienen en la regulación dela melanogénesis.

*en el ratón.

(cuadro III). Se comentan a continuación tres de ellos, la amelanocyte stimulating hormone (aMSH), la adreno-corticotropichormone (ACTH) y el óxido nítrico (NO), y se describe tam-bién un cuarto factor paracrino de acción inhibidora, la agou-ti signaling protein (ASP).

Óxido nitroso

El óxido nítrico o NO es un gas difusible producido por lasNO sintetasas a partir de un aminoácido, la arginina. Se hademostrado in vitro que la NO estimula la melanogénesis yque la estimulación de la melanogénesis por los rayos UVBse anula en presencia de inhibidores de la NO sintetasa ~’~1.En la epidermis, los rayos UV activan una NO sintetasa detipo neuronal conduciendo a un aumento en la síntesis deNO por los queratinocitos y los melanocitos. Los efectos delNO están relacionados con la activación de una guanilatociclasa melanocítica, que produce un aumento en la síntesisde guanosín monofosfato cíclico (GMPc). El empleo de inhi-bidores de la guanilato ciclasa bloquea el estímulo de lamelanogénesis inducida por los UVB y por el NO. Estos tra-bajos demuestran que el NO está implicado en una regula-ción paracrina y autocrina de la melanogénesis a través deun aumento del contenido intramelanocítico en GMPc " ID="I8.85.8">1471. Sin

embargo, el NO no tiene ningún efecto sobre el crecimientode los melanocitos.

a-MSH y ACTH

La a-MSH y la ACTH son hormonas polipeptídicas produci-das por la división de un precursor, la pro-opiomelanocorti-na (POMC). La administración de un análogo sintético de a-MSH, la norleucina-4, D-fenilalanina-a-MSH (NDP-MSH) asujetos sanos induce una pigmentación cutánea sin exposi-ción solar 1351. Además, se admite que la hiperpigmentacióncutánea observada en la enfermedad de Addison y en laenfermedad de Cushing central se debe a un aumento de losniveles plasmáticos de ACTH. A pesar de estos hallazgos clí-nicos, la implicación de la a-MSH en el proceso fisiológicode pigmentación todavía es incierta ya que:- la hipófisis humana carece de pars intermedia, zonadonde se sintetiza la a-MSH en los vertebrados;- los niveles circulantes de a-MSH en sujetos sanos sonmuy bajos;- los melanocitos humanos en cultivo son relativamente

poco sensibles a la a-MSH.

9

El descubrimiento reciente de la capacidad de síntesis y desecreción de péptidos derivados de POMC y de a-MSH porparte de los queratinocitos humanos en cultivo sugiere queestas hormonas podrían tener un papel fisiológico en la mela-

nogénesis, sobre todo de tipo constitutivo e inducida por losrayos UV [491. La a-MSH y la NDP-MSH producen en los mela-nocitos humanos en cultivo un aumento de la melanogénesis,estimulan la actividad de la tirosinasa, de TRP-1 y TRP-2, y enalgunos casos tienen actividad mitógena 12. Ll. La NDP-MSHaumenta el contenido en eumelaninas de los melanocitoshumanos en cultivo y tiene efectos menores y variables sobreel contenido en feomelaninas. Los efectos de la a-MSH se ini-cian tras la unión de la hormona a un receptor transmembra-na, MCR-1, expresado en la superficie de los melanocitos. Lasmutaciones en el locus extention (que codifica para MCR-1) enel ratón se traducen en un receptor no funcional, lo cual con-fiere al ratón un pelaje más amarillo que marrón, al ser mayorel contenido de feomelaninas que de eumelaninas. En el hom-bre, parece que el fenotipo pelirrojo está asociado a variacio-nes alélicas del receptor MCR-1 que conlleva una disminuciónen la afinidad del receptor por la a-MSH 1601. Estos hallazgossugieren que la a-MSH participaría en la regulación de lamelanogénesis en el hombre, favoreciendo de forma preferen-te la síntesis de eumelaninas frente a las feomelaninas 123].

Proteína agutíLa proteína agutí (o agouti signaling protein) es un antagonis-ta competitivo de la a-MSH sobre el receptor MCR-1. Se hademostrado in vitro, en melanocitos de ratón, que este efec-to antagonista bloquea la diferenciación melanocítica y laeumelanogénesis inducidas por la a-MSH ~3~. In vivo, en rato-nes, este hecho se traduce en la sobreexpresión de la proteí-na agutí (mutación dominante lethal yellow y viable yellow) yen una síntesis preferencial de feomelaninas en detrimentode eumelaninas. Así, estos animales tendrán un pelaje ama-rillo 127]. Además, presentan también obesidad con hiperinsu-linemia por inhibición de otro receptor de la familia MCR, elreceptor MCR-4 [241.

Papel fisiológico de las melaninas

PIGMENTACIÓN CONSTITUTIVA DE LA PIEL,EL PELO Y EL VELLO

Las variaciones raciales en el color de piel no dependen delnúmero de melanocitos, que es similar en el hombre inde-pendientemente de su origen étnico. La coloración dependedel número, la forma y la distribución de los gránulos pig-mentarios, así como del tipo químico de melanina produci-da 1391. Los melanosomas son más numerosos, de mayortamaño y con mayor proporción de melanosomas en fase IVen las personas de piel negra u oscura. Además, en las pielesoscuras se encuentran melanosomas en todas las capas de la

epidermis, incluido el estrato córneo. Sin embargo, se apre-cia un gradiente de distribución de los gránulos, siendo másabundantes en la capa basal. Por el contrario, en las pielesblancas es raro encontrar melanosomas por encima de lamitad superior del cuerpo mucoso de Malpighi. Existenpocos estudios que relacionen el tipo químico de melaninacon las variaciones en el color de la piel. Si bien predominala eumelanina, también se produce feomelaninas en losmelanocitos epidérmicos.En el pelo y el vello, el principal tipo de melanina sintetiza-da, en el pelo oscuro, es la eumelanina, y en el pelirrojo, lafeomelanina [431.

PIGMENTACIÓN FACULTATIVA

La pigmentación facultativa o bronceado presenta dos com-ponentes, inmediato y tardío " ID="I9.64.5">1171:

- la pigmentación facultativa inmediata aparece durante laexposición solar a los rayos UV, enseguida es máxima, y dis-minuye en minutos a días. No depende del aumento de lasíntesis de melanina, sino de la redistribución de los mela-nosomas perinucleares hacia las dendritas. El cambio decoloración de la piel es mínimo, casi imperceptible en lossujetos de piel clara. Se desconoce cuál es la función biológi-ca de este fenómeno que no tiene ningún efecto fotoprotec-tor cuantificable;- la pigmentación facultativa tardía aparece 3-4 días trasuna exposición única a los rayos UV Es máxima entre los 10y 28 días y persiste durante varias semanas o meses. Se debea un aumento en el número de melanocitos y de melanoso-mas y en la cantidad de melanina producida. La dosis de UVnecesaria para conseguir la pigmentación facultativa tardíaes aproximadamente la misma que se necesita para observarun eritema solar. Sin embargo, en las personas de piel oscu-ra que se broncean con facilidad, una dosis menor puede sersuficiente. Este tipo de pigmentación tiene un efecto foto-protector, que puede aumentar en 3 o 4 factores la dosis eri-tematosa mínima.

EFECTO FOTOPROTECTOR DE LAS MELANINAS

En las personas de piel oscura, la baja incidencia de cáncerescutáneos y la rareza del eritema solar sugieren una acciónfotoprotectora de las melaninas. Por otro lado, los sujetospelirrojos de piel clara presentan a menudo signos de enve-jecimiento cutáneo producido por los rayos UV.Las melaninas actúan de dos formas:- de manera directa como filtro solar inerte difractando

y/o reflejando la radiación UV Tras la radiación, los mela-nosomas se reagrupan (fenómeno capping) por encima delnúcleo de los queratinocitos y los melanocitos, protegiendode esta forma el ADN celular;- de forma indirecta neutralizando los radicales libres yotras sustancias químicas reactivas producidas por los UV yque son capaces de inducir daños celulares.Sin embargo, se ha demostrado de forma experimental que lasmelaninas no son filtros solares muy eficaces. Su coeficiente de

protección se estima entre 1,5 y 2 sun protective factor (SPF), loque supone una neutralización sólo del 40 al 50 % de los rayosUV 1121. Además, cabe destacar que incluso las feomelaninaspueden generar, tras la acción de UV, radicales libres capacesde dañar estructuras celulares y con efectos mutágenos 1221. Estopuede explicar, en parte, la mayor incidencia de tumores cutá-neos en los sujetos pelirrojos de piel clara.

MELANOCITOS Y SISTEMA INMUNITARIO

Los melanocitos expresan en su superficie moléculas delcomplejo mayor de histocompatibilidad (CMH) de clase II ydiferentes moléculas de adhesión. Son capaces de secretar

múltiples citocinas proinflamatorias (tumor necrosis factor[TNF] a, transforming growth factor (TGF) a, interleucinas 1,3, 6, 8...). También tienen capacidad fagocítica y los melano-somas que contienen son organelas con funciones similaresa los lisosomas. Se ha demostrado que los melanocitos tienenfunciones de presentación antigénica gracias a las moléculasdel CMH tipo II 1341. Estos hallazgos sugieren que el melano-cito podría estar implicado activamente en la regulación delos procesos inmunitarios de la piel.

MELANOCITOS Y QUELACIÓN DE AGENTES TÓXICOSEn los tejidos que contienen melaninas, como la piel, la estríavascular de la cóclea, el epitelio pigmentario de la retina y lacoroides ocular, se acumulan numerosas sustancias químicasy farmacológicas íll]. Algunos autores sugieren que la capaci-dad de quelar estos tóxicos confiere a los melanocitos unafunción protectora frente a los efectos deletéreos de estassustancias 1641.

10

Cualquier referencia a este artículo debe incluir la mención del artículo original. Mantoux F et Ortonne jP. Physiologie du systéme pigmentaire. Encycl Méd Chir (Editions Scientifiques et MédicalesElsevier SAS, Paris, tous droits réservés), Dermatologie, 98-0 15-A- 1 2003, 10 p. p.

Bibliografía[] Abdel-Malek Z. Regulation of human pigmentation by

ultraviolet lightand byendocrine, paracrine and autocrinehormones. In : Nordlund j), Boissy RE, Hearing VI, King RA,Ortonne JP eds. The pgmentary system: physiology andpathophysiology. New York : Oxford University Press,1998:115-122

[2] Abdel-Malek Z, Swope VB, Suzuki 1, Akca C, Harriger MD,Boyce ST et al. Mitogenic and melanogenic stimulation ofnormal human melanocytes by melanotropic peptides.Proc Nat/Acad5ci USA 1995 ; 92:1789-1793 3

[3] Aberdam E, Bertolotto C, Sviderskaya EV, de Thillot V,Hemesath TI, Fisher DE et al. Involvement ofmicrophthalmia in the inhibition of melanocyte lineagedifferentiation and of melanogenesis by agouti signalprotein. Móí Chem 998:273 :19560-19565

[4] Akiyama M, Dale BA, Sun TT, Hoibrook KA. Characteriza-tion of hair tollicie bulge in human fetal skin: the humanfetal bulge is a pool of undifferentiated keratinocytes. JInvest Dermatol1995;1 105: 844-850

[5] Ancans Tobin DI, Hoogduijn MI, 5mit NP, Wakamatsu K,ThodyAJ. Melanosomal pH control5 rate of melanogenesis,eurnelaninlphaeomelanin ratio and melanosome matura-tion in melanocytes and melanoma cells. Exp Ce/l Res 2001 ;268 : 2635

[6] Bahadoran P, Aberdam E, Mantoux F, Busca R, Bille K,Yalman N et al. Rab27a: A key to melanosome transport inhuman melanocytes. J Ce/l Bio/2001 ; 152 : 843-850

[7] Barsh GS. The genetics of pigmentation: lrom lancy genesto complex traits. Trends Genet 1996;12:299-305

[8] Bondurand N, Pingault V, Goerich DE, Lemort N, Sock E,Caignec CL et al. lnteraction among SOX10, PAX3 andMITF, threegenesaltered in Waardenburg ryndrome. HumMol Genet 2000 ; 9 :1907-1917 7

[9] Botchkareva NV, Khlgatian M, Longley 8J, Botchkarev VA,GilchrestBA. SCF/c-kitsignaling is required forcyclic regen-eration of the hair pigmentation unit. FASEB 2001 ; 15 :645-658

[10] Brilliant MH. Themouse p (pink~yed di!ution) and humanP genes, oculocutaneous albinism typeZ(0CA2), and mel-anosornal pH. Pigment Cell Res 2001 ; 14 : 86-93 3

[11 ] Byers HR, Yaar M, Eller MS, lalbert NL, Gilchrest BA. Role ofcytoplasmic dynein in melanosome transport in humanmelanocytes. 1 Invest Dennotol 2000; 114 : 990-997

[12] Cesarini IP, Msika P. Photoprotection from UV-induced pig-mentation and melanin introduced in sunscreens. In: ZeiseL, Chedekei MR, Fitzpatrick TB eds. Melanin: its role inhuman photoprotection. Overiand Park : ValdenmarPublishing Company, 1995 : 2329-2344

[13] Chakraborty AK, Platt JT, Kim KK, Kwon BS, Bennett DC,Pawelek ]M. Polymerization of 5, 6-dihydroxyindole-2-carbox>lic acid to melanin by the pmel 17/silver locusprotein. Eur/ Biochem 1996; 236:180-188

[14] Commo S, Bernard BA. Melanocyte subpopulation turn-overduring thehumanhaircycle:animmunohistochemi-cal study. higment Cell Res 2000;13 : 253-259

[15] Eller MS, Ostrom K, Gilchrest BA DNA damage enhancesmelanogenesis. Proc Natl Acad Sci USA 1996 ; 93 :1087-1092

[16] Gilchrest8A 8log F8, SzabcG. Eftectsofagingan4chronicsun exposure on melanocytes in human skin. 1 Invest Der-matol1979; 73: 141-143

[77] 7] G i lchrest 8A Paq HY. Ei!erM5,YarrM. The photobiologyofthe tanning response. In : Nordlund J/, Boissy RE, HearingVI, King RA, Ortonne JP eds. The pigmentary system: physi-ology and pathophysiotoqy. New York : Oxford UniversityPress,1998: 359-372 2

[78] Gilchrest BA, Park HY, Eller MS, Yaar M. Mechanisms ofultraviolet light-induced pigmentation. Photochem Photo-biol 1996; 63: 1 -10 0

[19] Hara M, Yaar M, Byers HR, Goukassian D, Fine RE, Gonsal-ves J et al. Kinesin participates in melanosomal movementalong melanocyte dendrites. J Invest Demroto12000;114:438-443

[20] Hara M, Yaar M, TangA, Eller MS, ReenstraW, Gilchrest BA.Role of integrins in melanocyte attachment and dendricity.J Cell Sci 1994 ;107 (Pt 1 O) : 2739-2748

[21 ] Hearing VI, Tsukamoto K. Enzymatic control of pigmenta-tion in mammals. ls. FASEBJ I 991 ; 5 : 2902-2909

[22] HillHZ.Thefuncfinnofmelaninorsixblindpecpleexaminean elephant. Bioessays 1992;14 : 49-56

[23] Hunt G, Kyne S, Wakamatsu K, 110 S,ThodyN. Nle4DPhe7alpha.melanocyte-stimulating hormone increases theeumelanin:phaeomelanin ratio in cultured human me¡-anocytes. ~ tnvest Oermotoí 1995; 104:83 85

[24] Huszar D, Lynch CA, Fairchild-Huntress V, Dunmore JH,Fang Q, Berkemeier LR et al. Targeted disruption of themelanocortin-4 receptor results in obesity in mice. Cell1997;88:131-141

[25] Ito M, Kawa Y, Ono H, Okura M, Baba T, Kubota Y et al.Removalofstemeelifactororaddition of monoclonal anti-e-KIT antibody induces apoptosis in murine melanocyteprecursors.linvestdermatoil 999; 112: 796-801

[26] jimbow K. Quevedo TB, Fitzpatrick TB. Biology of melano-cytes. in : Fitzpatrick TB ed. Dermatology in general medi-cine. NewYork: McGraw Hili, 1993:261 -289

[27] Klebig ML, Wilkinson lE, Geisler JG, Woychik RP. Ectopicexpression of the agouti gene in transgenic mice causesobesity, features of type 11 diabetes, and yellow fur. ProcNatl Acad Se¡ USA 1992; 92 :4728-4732

[28] Kobayashi T, Urabe K, Winder A, jimenez-Cervantes C,Imokawa G, Brewington T et al. Tyrosinase related protein1 (TRP1) functions as a DHICA oxidase in melanin biosyn-thesis. Embo}1994; 13 : 581 B-5825

[29] Konrad i WoHf K. Hyperpigmentation, melanosome size,and distribution pattems of melanosomes. Arch Dermotol1973;107:853-860

[30] Kwon BS. Pigmentation genes: the tyrosinase gene familyand the pmel 17 gene family. / Invest Dermotof 1993; 100(suppll):1345-1405

[31 ] LahavR, Dupin E, Lecoin L, GlavieuxC, Champeval D, ZillerC et al. Endothelin 3 selectively promotes survival and pro-liferation of neural crest-derived glial and melanocytic pre-cursors in vitro. Proc Natl Acod Sci USA 1998 ; 95 :14214-14219

[32] Lamoreux ML, Zhou BK, Rosemblat S, Orlow 51. Thepinkeyed-dilution protein and the eumelanin/pheo-melanin switch: in wpport of a unifying hypothesis.Pigment Cell Res 1995; 8:263-270

[33] Le Douarin N. The neural crest. Cambrigde : CambridgeUniversity Press, 1992

[34] LePoolelc,MutisT.Anavelan69en.presentin9functionof 01

melanocytes and its possible relationship to hypopigmen-taíy disorders. / <mmuno< 1993; 151: 7284-7292

[35] Levine N, Sheftel SN, Eytan T, Dorr RT, Hadley ME, Wein-rach JC et al. Induction of skin tanning by subcutaneousadministration of a potent synthetic melanotropin. ]AMA1991;266:2730-2736

[36] Marks MS, Seabra MC. The melanosome : membranedynamics in black and white. Mot )!<fMo<Cc«Bio<2001; 2:738-748

[37] Menasche G, Pastural E, Feldmann J, Certain S, Ersoy F,Dupuis S et al. Mutations in RAB27A cause Griscelli syn-drome associated with haemophagocytic syndrome. NotGend2D00 ; 25:173-176

[38] Newton JM, Cohen-Barak O, Hagiwara N, GardnerJM,Davisson MT, King RA et al. Mutations in the human ortho-logue of the mouse underwhite gene (uw) underlie a newform of ocuiocutaneous albinism, OCA4. Am 1 Hum Genet2001;69:981-988

[39] Nordlund J], Ortonne JP. The normal color of the skin. In :NordlundJJ,BoissyRE, Hearing Vi, Kin9RKortonneJPeds.The pigmentarysystem: physiologyand pathophysiology.New York: Oxford UniversiryPress, 7998:475-487

[40] Ohl, lluZX,FengGH, RaposoG, SpritzRA.TheHerrnansky-Pudlak syndrome (HPS) protein is part of a high molecularweight complex involved in biogenesis of early melano-somes. Hum Mol Genet 2000; 9 : 375-385

[41 ] Okazaki K, Uzuka M, Morikawa F, Toda K, Seiji M. Transfermechanism of melanosomes in epidermal cell culture. /InvestDermatol1976; 67 :541-547

[42] Oriow )S. The biogénesis of me!anosomes. in: Nordiund 11,Boissy RE, Hearing VJ, King RA, Ortonne es. The pig-mentary system: physiology and pathophysiology. NewYork: Oxford University Press, 1998 : 97-106

[43] Ortonne JP, Prota G. Hair melanins and hair color : ultm-structural and biochemicai aspects. /<n~nt Dmnatot 1993 ;101 (suppl t ) : 82S-89S

[44] Perou CM, LesIieJD, Green W, U L, Ward DM, Kaplan TheBeige/Chediak-Higashi syndrome gene encodes a widelyexpressed cytosolic protein. / Biol Chem 1997 ; 272 :29790-29794

[45] Prota G. The chemistry of melanins and melanogenesis.FortschrChem Org Noturst 1995; 64: 93-148

[46] Raposo G, T enza D, Murphy DM, Serson 1 f. Marks M5. Dis-tinct protein sorting and localization to premelanosomes,melanosomes, and lysosomes in pigmented melanocyticcells. I Cell 810/2001 ; 152: 809-824

[47] Roniefo-Craillet C, Aberdam E, Biagoli N, Massabni W,Ortonne JP, Ballotti R. Ultraviolet B radiation acts throughthe nitric oxide and cGMP signal tmnsduction pathway tostimulate melanogenesis in human melanocytes. J BiolChem 1996; 271 :28052-28056

[48] Romero-Graillet C, Aberdam E, Ciement M, Ortonne IP,Ballotti R. Nitric oxide produced by ultraviolet-irradiatedkemtinocytes stimulates melanogenesis. /Clin Investl 997;99:635-642

[49] Schauer E, Trautinger F, Kock A, Schwarz A, Bhardwaj R,Simon M et al. Proopiomelanocortin-derived peptides aresynthesized and released by human keratinocytes. 1 Clinlavest 1994; 93 : 2258-2262

[50] Seiberg M. Keratinocyte-melanocyte interactions duringmelanosome transfer. Pigment CetIRes 2001 ; ;14: 236-242

[51 ] Slominski A, Paus R, Schadendorf D. Melanocytes as-sensory- and regulatorycellsin in the epidermis. / 7heofBíO~1993;164:103-120

[52] Spritz RA, Holmes SA, ltin P, Kuster W. Novel mutations ofthe KIT (mast/stem cell growth factor receptor) proto-oncogene in human piebaldism. 1 invest Dprrr)oro/1993 ;101 :22-25

[53] Tachibana M, Takeda K, Nobukuni Y, Urabe K, Long ]E,Meyers KA et al. Ectopic expressron of MITF, a gene forWaardenburg syndrome type 2, converts fibroblasts tocellswith melanocyte characteristics. Nat Genet 996; 14:50-54

[54] TangKEllerms,Haram,Yaarm,Hirohashis,Gilchrest8A.E-cadherin is the major mediator of human melanocyteadhesion to keratinocytes in vitro. 1 Cell Sci 1994; 107 (Pt4):983-992

[55] TodaK,PathakMA,ParrishJA,FitzpatrickTB,QuevedoWCjr. Altemtion of racial differences in melanosome distribu-tion in human epidermis afterexposure to ultraviolet light.Nat New Biol 1972 ; 236 : 143-145

[56] Tsukamoto K, Jackson urbe K, Montague PM, HearingVJ. Asecond tyrosinase-related protein, TRP-2, isa melano-genic enryme termed DOPAchrome tautomerase. fmbo/1992 ;11 :519-526

[57] Verheij IS, Kunze j, Osinga J. van Essen AJ, Hofstra RM.ABCD ryndrome is caused by a homozygous mutation inthe EDNRB gene. Am/ Med Genet 2002 ; 108: 223-225

[58] Watanabe A, Takeda K, Ploplis B, Tachibana M. Epistaticrelationship between Waardenburg syndromegenes MITFand PAX3. Nat Genet 1998; 18:283-286

[59] Wu XS, Rao K, Zhang H, Wang F, Sellers JR, Matesic LE etal.identification 01 ay organelle receptor for myosin-Va. NatCell Biol 2002 ; 4: 271-278

[60] Xu X, Thornwali M, Lundin LG, Chhailani V. Val92Metvariant of the melanocyte stimulating hormone receptorgene. Nat Genet1996; 14 : 384

[61] Yamamoto O, Bhawan J. Three modes of melanosometransfers in Caucasian facial skin: hypothesis based on anultrastructural study. Pigment Cell Res 1 994; 7:158-169

[62] Yang W, Li C, Ward DM, Kaplan 1, Mansour SL. Detectiveorganellar membrane protein tratficking in Ap3b1- 1-

deficient cells. / Cell Sci 2000;113 : 4077-4086[63] ZambrunoG, Marchis’ro PC, MelchioriA, Bondanza S, Can-

cedda R, De Luca M. Expression of integrin receptors andtheir role in adhesion, spreading and migration of normalhuman melanocytes. Cell Sci 1993; 105 (Pt 1): :179-190

[64] Zemel E, Loewenstein A, Lei B, Lazar M, Perlman 1. Ocularpigmentation protects the rabbit retina from gentamicin-induced toxicity. Invest Ophthalmol Vis Sci 1995 ; 36 :1875-1884