黑色素細胞的分布與形態 (Distribution & Morphology)
- 黑色素細胞 (melanocytes) 是製造色素的細胞，存在於皮膚、內耳、眼睛的脈絡膜 (choroid) 與虹膜 (iris)。
- 在皮膚中，melanocytes 位於基底角質細胞層 (basal keratinocyte layer)。
- 黑色素細胞對基底細胞 (basal cells) 的比例，從臉頰約 1 : 4 到四肢約 1 : 10 不等。
- 在 hematoxylin and eosin 染色切片中，它們呈現為空泡化細胞 (vacuolated cells)（Fig. 1.35）。
- 在超微結構上，melanocytes 具有淡染的細胞質，且缺乏張力絲 (tonofilaments)、半橋粒 (hemidesmosomes) 與橋粒 (desmosomes)（Fig. 1.36）。
- 它們可藉由其特異性的細胞質胞器（黑色素體，melanosomes）輕易辨識，這些胞器源自平滑內質網 (smooth endoplasmic reticulum)。melanosomes 被認為代表溶酶體 (lysosome) 的一種特化變體（Fig. 1.37）。
黑色素的功能 (Function of Melanin)
- 黑色素細胞的功能是製造黑色素 (melanin)，這是一種色素蛋白複合體，顏色從黃色、紅色到棕色或黑色不等，並造就了種族內與種族間各種不同的膚色。
- Melanin 保護有絲分裂活躍的基底表皮細胞 (mitotically active basal epidermal cells) 免於紫外線 (ultraviolet light) 的傷害效應；這也說明了色素較少的個體（淺色頭髮、淺色皮膚）有遠高得多的曬傷以及發生皮膚惡性腫瘤（squamous cell 與 basal cell carcinomas，以及 melanoma）的風險。
- 其機轉涉及吸收或散射紫外線輻射及/或其光產物 (photoproducts)。
- Melanin 的其他功能包括控制 vitamin D3 合成與局部體溫調節 (thermoregulation)。
黑色素的兩種型態 (Eumelanin & Pheomelanin)
- 在皮膚與毛髮中，會製造兩種型態的黑色素：eumelanin 與 pheomelanin。
- Eumelanin 是棕色或黑色的色素，由 tyrosine 合成；特別常見於深膚色種族。
- Pheomelanin 則呈黃紅色，由 tyrosine 與 cysteine 合成；在白種人 (Caucasian) 皮膚中為主。
- 成熟的 eumelanin 黑色素體呈橢球形 (ellipsoidal)，而製造 pheomelanin 的黑色素體呈球形 (spherical)。
黑色素細胞受體與訊息傳遞 (Receptors & Signaling)
- 黑色素細胞也具有黑色素細胞特異性受體 (melanocyte-specific receptors)，包括 melanocortin-1 (MC1R) 與 melatonin receptors。
- 黑色素細胞特異性受體的活化或抑制可增強正常的黑色素細胞功能、膚色與光保護 (photoprotection)。
- 此外，已知受體多型性 (receptor polymorphisms) 是紅髮表現型 (red hair phenotypes) 以及皮膚蒼白 (skin pallor) 或雀斑 (freckles, ephelides) 的基礎。
- 頭髮變灰 (hair graying) 反映黑色素細胞訊息傳遞的異常。值得注意的是，黑色素細胞中的 Notch transcription factor signaling 對於維持正常的毛髮色素沉著至關重要，包括在毛囊循環 (hair follicle cycling) 期間黑色素細胞族群的再生。
- 黑色素體組裝 (melanosome assembly) 中涉及的一個關鍵蛋白是 NCKX5，由基因 SLC24A5 編碼。在小鼠中此基因表達的喪失會導致膚色顯著改變並失去色素。
- 巨大黑色素體 (macromelanosomes) 可見於正常皮膚、lentigines、dysplastic nevi、Spitz nevi、neurofibromatosis 的 café-au-lait macules 以及 albinism。
圖 1-35：(A, B) 正常表皮：黑色素細胞 (melanocytes) 沿表皮基底層可見。細胞質空泡化 (cytoplasmic vacuolation) 為固定假象 (fixation artifact)；(B) 黑色素細胞可用 S100-protein 免疫組化加以突顯，注意其樹突狀突起。
圖 1-36：正常黑色素細胞 (normal melanocyte)：具有豐富的淡染細胞質與散在的單一黑色素體 (solitary melanosomes)。注意缺乏張力纖維 (tonofibrils) 與橋粒 (desmosomes)。
圖 1-37：黑色素體 (melanosome)：注意其典型的條紋狀內部結構 (striated internal structure)。
圖 1-38：正常表皮：此黑人皮膚切片以 Masson–Fontana reaction 對黑色素染色。注意其重度色素沉著，存在於黑色素細胞與角質細胞兩者中。
圖 1-39：黑色素 (melanin pigment)：光照損傷皮膚 (actinically damaged skin)。注意黑色素以「帽狀 (cap)」覆蓋於角質細胞核之上。
圖 1-40：巨大黑色素體 (macromelanosomes)：注意黑色素細胞細胞質中的大型球形黑色素體。