PMEL基因,也称为前黑素小体蛋白基因,编码一种黑色素细胞特异性糖蛋白,在黑色素小体成熟和黑色素沉积过程中发挥重要作用。该蛋白在黑色素细胞中表达,参与形成前黑素小体,并最终组装成黑色素沉积的纤维。PMEL基因的突变与多种疾病相关,包括色素沉着异常、癌症和神经退行性疾病。
研究发现,PMEL基因的表达和单核苷酸多态性(SNPs)与家禽羽毛颜色有关。在鹌鹑中,PMEL基因的表达水平在胚胎发育过程中与羽毛颜色性状相关。通过基因型分析,发现PMEL基因中的两个SNPs位点与白色羽毛表型相关[1]。此外,在牛的基因组关联研究中,PMEL基因被确定为影响被毛颜色和出生体重的候选基因[2]。这些研究结果表明,PMEL基因在动物体毛色性状的形成中发挥着重要作用。
在犬类中,PMEL基因的插入突变与一种独特的被毛颜色和图案——斑点(又称作“斑点”)有关。斑点图案是由PMEL基因中的一个SINE元件插入引起的,插入长度的差异导致了斑点颜色的变化和图案的不同[3,5]。这些研究表明,PMEL基因的突变和插入对动物的毛色和图案有着重要影响。
除了在色素沉着中的作用外,PMEL基因还与其他疾病相关。研究发现,在淋巴管肌瘤(LAM)患者中,PMEL基因表达增加,并作为LAM细胞的一个标记基因[4]。LAM是一种生殖年龄妇女的转移性肿瘤,与结节性硬化复合物基因突变相关。此外,PMEL基因在皮肤黑色素瘤中表达增加,并与不良预后相关[6]。
综上所述,PMEL基因在黑色素细胞中发挥重要作用,参与黑色素小体成熟和黑色素沉积。该基因的突变和插入与多种疾病相关,包括色素沉着异常、癌症和神经退行性疾病。PMEL基因的研究有助于深入理解黑色素细胞生物学和色素沉着机制,并为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Yuan, Zhiwen, Zhang, Xiaohui, Pang, Youzhi, Qi, Yanxia. 2023. Association analysis of PMEL gene expression and single nucleotide polymorphism with plumage color in quail. In Animal biotechnology, 34, 5001-5010. doi:10.1080/10495398.2023.2221697. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37300547/
2. Wang, Jing, Fan, Tingting, Du, Zhenwei, Ma, Yi, Gao, Xue. 2023. Genome-Wide Association Analysis Identifies the PMEL Gene Affecting Coat Color and Birth Weight in Simmental × Holstein. In Animals : an open access journal from MDPI, 13, . doi:10.3390/ani13243821. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38136858/
3. Ballif, Blake C, Emerson, Lisa J, Ramirez, Christina J, Flores-Smith, Helen, Shaffer, Lisa G. 2021. The PMEL gene and merle (dapple) in the dachshund: cryptic, hidden, and mosaic variants demonstrate the need for genetic testing prior to breeding. In Human genetics, 140, 1581-1591. doi:10.1007/s00439-021-02330-y. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34370083/
4. Guo, Minzhe, Yu, Jane J, Perl, Anne Karina, McCormack, Francis X, Xu, Yan. . Single-Cell Transcriptomic Analysis Identifies a Unique Pulmonary Lymphangioleiomyomatosis Cell. In American journal of respiratory and critical care medicine, 202, 1373-1387. doi:10.1164/rccm.201912-2445OC. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32603599/
5. Ballif, Blake C, Ramirez, Christina J, Carl, Casey R, Shaffer, Lisa G, Flores-Smith, Helen. 2018. The PMEL Gene and Merle in the Domestic Dog: A Continuum of Insertion Lengths Leads to a Spectrum of Coat Color Variations in Australian Shepherds and Related Breeds. In Cytogenetic and genome research, 156, 22-34. doi:10.1159/000491408. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30071510/
6. Zhang, Shuguang, Chen, Kun, Liu, Huanmei, Qu, Chunfeng, Yu, Shengji. . PMEL as a Prognostic Biomarker and Negatively Associated With Immune Infiltration in Skin Cutaneous Melanoma (SKCM). In Journal of immunotherapy (Hagerstown, Md. : 1997), 44, 214-223. doi:10.1097/CJI.0000000000000374. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34028390/