メラニン細胞

メラニン細胞は、皮膚表皮の基底層や毛母基に位置し、メラニンをチロシンから合成して角化細胞や毛髪に提供する細胞である。メラニン色素は人体に有害な紫外線を吸収し、DNAを保護する役割を果たしている。

○メラニン生合成

 メラニンはインドール環によるポリマーであり、チロシンを原料として合成される。メラニン細胞はチロシナーゼという酵素を持ち、チロシンからドーパを、そしてドーパキノンを合成する。ドーパキノンは自動酸化によってインドール環となり、メラニンのポリマーが形成される。

図１　チロシナーゼが触媒する反応

ポリマー形成の際にシステインが豊富であれば黄色のフェオメラニンが、そうでなければ黒いユーメラニンが主に合成される。フェオメラニンとユーメラニンの割合が、髪や肌の色を決定する。

図２　ユーメラニン

○メラニンの提供

メラニン細胞は樹状細胞のような突起を伸ばした構造をとっている。メラニンはメラノソームと呼ばれる袋の内部で合成され、キネシン（モータータンパク質）の力で微小管上を突起へと輸送される。そしてその突起を角化細胞や毛母細胞が貪食することで、メラニンが提供されるのである。

エンドサイトーシスで角化細胞に取り込まれたメラノソームは微小管上をダイニンで運ばれ、核の上側にメラノソームの傘を形成する。このメラノソームの傘は紫外線を吸収し、DNA障害を防ぐ働きがある。

細胞が角層まで到達して死に至るとメラノソーム膜は分解され、細胞質中を均等に分配されることで皮膚を守る。

メラニン細胞の働きは、種々のサイトカインやホルモンに制御されている。

まず第一に、紫外線に応答した制御がある。日焼けの原因でもある紫外線は、角化細胞を刺激してある種のサイトカインの産生を促す。その刺激がメラニン細胞に伝わって、メラニン産生が増大する。メラニン細胞は基底層付近に位置するため、日光を浴びてから日焼けして肌の色が茶色く変わるまでにはタイムラグが発生する。

また、脳下垂体中葉から内分泌されるMSH（メラニン細胞刺激物質）も、メラニン産生を促す作用を持つ。アマガエルで活性が確認されているが、ヒトでの役割はよくわかっていない。

○アルビノ

チロシナーゼが不全であり、メラニンを産生できない個体をアルビノという。アルビノの体毛や皮膚は白く、瞳孔は毛細血管の赤色となる。皮膚ガンのリスクが高く、また弱視を患っている場合が多い。アルビノは人だけでなくすべての種に見られ、各地で神聖視された歴史を持つ。雄略天皇の皇子である清寧天皇（白髪皇子）がアルビノであったと言われる。また、実験用ネズミやウーパールーパーもアルビノである。

遺伝子的には幾つかの変異が確かめられているが、いずれも常染色体の劣性遺伝である。アルビノの頻度は1万人に1人程度で、幾つかの変異を纏めた保因者は70人に一人であると言われている。

図３　実験用マウス

 人肌の色は、地域によってまちまちである。一般に赤道付近で黒く、北に行くほど白い。

まず低緯度で肌が黒いのは、強い紫外線から身を守るためであるとされる。紫外線は汗腺を障害し、DNA合成に必須な血中の葉酸を分解する。これが淘汰圧として働いて初期人類の白肌の個体は死に、黒肌が生き残るこ
ととなった。また紫外線は皮膚癌の原因でもあるが、皮膚癌は生殖年齢を超えてから発病する疾患であるため、淘汰圧には関与しないと言われる。とはいえ、黒肌を獲得する前の人類が現代白人以上にメラニンが少なく、若くして皮膚ガンを発症した可能性は否定できず、いまだ議論がなされている。

〇関連項目

・角化細胞