皮肤黑色素代谢是一个复杂精细的调控过程，由多个基因多种酶及蛋白相互协同调控。随着对影响皮肤黑色素代谢因素研究的深入，科学家发现干细胞因子受体c-kit与其配体干细胞因子结合后启动的信号通路在皮肤黑色素代谢中发挥了极为重要的作用。该文就c-kit受体在皮肤黑色素代谢过程中的的作用、分子机制和临床应用的最新研究进展进行了总结。
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皮肤黑色素的代谢主要在黑色素细胞中完成。黑色素代谢主要包含黑素体的生成、黑素化、分泌及降解4部分。黑色素代谢是个复杂的过程，皮肤黑色素细胞、角质形成细胞和成纤维细胞能释放多种细胞因子，这些分子间互相协调，共同调节黑色素的合成、转运和降解。原癌基因c-kit编码的跨膜受体c-kit与黑色素细胞的迁徙、黑色素代谢密切相关[1]。c-kit受体发挥其生物学功能，必须与干细胞因子(stem cell factor，SCF)联合生成特异性配基受体二聚体复合物，激活下游一系列信号分子，进而调控黑色素代谢过程。我们对SCF/c-kit信号通路在皮肤黑色素代谢中的作用进行综述，为揭示色素性皮肤病致病机制提供新的理论依据，同时为疾病的诊断、治疗及预后评估提供新思路。
人c-kit受体通常被称为干细胞因子受体，别名CD117或肥大细胞因子受体，可与其特异性配体SCF结合，通过调节黑色素细胞的增殖、分化以及黑色素的合成进而影响皮肤黑色素的代谢。c-kit受体是由处于4q11-q12的原癌基因c-kit编码的具有三型酪氨酸激酶活性的跨膜受体，相对分子质量为145 000[2]。人类c-kit受体结构包括胞外区、跨膜区和胞内区。胞外区由5个免疫球蛋白样结构域(Ig1-5)组成，前3个膜结构域参与结合SCF，而第4、5个结构域参与受体的二聚化[3]。胞内区具有调节受体酪氨酸激酶活性的作用，可进一步分为近膜区(调节c-kit受体非活化构象)、ATP结合区、激酶插入区与A-loop区(调节c-kit受体活化构象)[4]。c-kit受体被激活后，其近膜区、激酶插入区及COOH-端参与到下游信号的传导中[5]。
c-kit受体分为2类：m-kit(膜结合型kit)和s-kit(可溶型kit)。研究发现SCF/m-kit信号参与人类的皮肤色素沉着，这一过程受s-kit调节[6]。此外，通过BLAST分析发现c-kit mRNA因剪接形式不同产生2种同工型c-kit mRNA：较长形式编码978个氨基酸标记为c-kit(＋)；而较短形式编码974个氨基酸标记为c-kit(-)。它们的区别是c-kit(＋)的胞外区插入了四肽"GNNK"，这种结构对调节c-kit受体的活性很重要。Phung等[7]利用SCF激活被不同肽链长度转染的c-kit受体亚型，发现c-kit(＋)受体激活后细胞内黑色素增加不明显；相反c-kit(-)受体激活后细胞内黑色素明显增加，并且随着插入到c-kit受体中GNNK氨基酸数目的减少，受体酪氨酸磷酸化、泛素化、内化和下游信号通路激活速度随之加快。
皮肤中的c-kit受体在黑色素细胞中表达。用抗c-kit蛋白抗体研究c-kit受体在小鼠体内的表达情况，发现表达c-kit受体的黑色素细胞沿背侧迁移途中不断分化，并在一定的分化程度时表达c-kit受体。将抗c-kit蛋白抗体注入小鼠胚胎封闭受体的功能，发现黑色素细胞的分化被阻断，本来全黑的小鼠品种产生黑白斑点的小鼠个体[8]。这说明c-kit受体同黑色素细胞的发生有关，可调控黑色素的合成。
SCF是c-kit受体的特定配体，其基因定位于人12号染色体，对维持成黑色素细胞和黑色素细胞数量方面有重要作用，皮肤角朊细胞中SCF表达增加可能促进皮肤色素沉着[9]。SCF由2条分子量分别为248 000和220 000的膜结合蛋白组成，根据与mRNA连接形式的不同分为可溶型与跨膜型[10]。皮肤中跨膜型SCF由角朊细胞分泌，能结合到c-kit受体上发挥生物活性，是色素沉着的主要活性形式；可溶型SCF由成纤维细胞分泌，能促进细胞增生，介导细胞间的黏附，也作用于肥大细胞，与皮肤过敏症状有关。SCF还参与体外培养的人黑色素细胞的迁移、增殖，通过加入c-kit抗体阻断c-kit/SCF通路传递可导致严重的毛发色素脱失[11]。研究表明成年小鼠的表皮没有SCF的表达与黑色素细胞的分布，与小鼠不同，人类成年期表皮仍有SCF表达，并维持表皮c-kit受体阳性黑色素细胞的动态平衡。SCF刺激黑色素细胞增殖、影响黑色素的分布，并激活角朊细胞产生促黑素合成因子[12]。
SCF/c-kit通路可调节黑色素细胞内酪氨酸激酶和酪氨酸酶的活性，参与黑色素细胞的存活和发育、黑色素的代谢[13]。目前，生物体中c-kit受体发挥功能的方式主要有2种：①与配体SCF特异性结合，促使c-kit分子同源二聚化与自身磷酸化，通过激活下游一系列信号传导通路，包括磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol 3 kinase，PI3K)通路、Src家族激酶(Src-family kinase，SFK)通路、促分裂原活化蛋白激酶(MAP kinase)通路、磷脂酶C/D(PLC/D)通路介导黑色素代谢。目前体内已被证实的c-kit受体磷酸化位点有8个：酪氨酸残基(Tyr)568、570、703、721、730、823、900及936，另有2个残基位点547、553在体外实验中被发现，它们可与信号蛋白相结合促进信号传导；②基因突变(包括缺失、插入、错义、点突变等)。突变多为激活型，会破坏c-kit受体的自抑机制而导致受体持续激活，与肿瘤相关[14]。
黑色素代谢过程中c-kit/SCF所介导的信号通路主要有4种。①PI3K通路：PI3K由亚基p85和p110构成[15]。活化的c-kit受体通过Tyr721与p85中SH2结构域结合变构激活p110，进而促进磷脂酰肌醇-4，5磷酸(PIP2)转化为磷脂酰肌醇-3，4，5磷酸(PIP3)，PIP3能募集并激活AKT。AKT是调控PI3K下游的关键分子，可介导黑色素细胞的生存与凋亡。②SFK通路：SFK中SH2区与c-kit受体Tyr568、570结合，增强SFK自身的催化性，进而激活下游信号传导。可能与黑色素细胞的增殖、存活和迁移有关。③MAP激酶通路：真核生物中MAP激酶类群主要包含ERK1、ERK2、ERK5、p38和JNK，其中对ERK1/2的研究最广泛。c-kit受体激活后为适配蛋白Grb2-SOS复合物提供结合位点：Tyr703、936。并在Shc参与下依次磷酸化激活RasGDP、RasGTP、Raf-1，最终活化ERK1/2。可能与黑色素细胞的分化、生存相关。④PLC/D通路：PLC-γ与c-kit受体Tyr730结合，促进PIP2水解成PIP3(可升高细胞内Ca2＋)和二酰甘油(可激活蛋白激酶C)，该过程可能参与黑色素细胞迁移等过程；PLD可被s-SCF激活，并将膜磷脂酰胆碱最终水解为二酰甘油而启动PLC途径[5,16,17]。c-kit/SCF通路的活化导致小眼畸形相关转录因子(microphthalmia-associated transcription factor，MITF)激活，而MITF是黑色素细胞发展和黑色素合成的关键转录因子，它们协同促进黑色素的合成。
值得注意的是，c-kit/SCF介导的各个信号通路的传导不是隔离的，它们之间可相互影响共同调控黑色素的代谢。已证实SFK通路激活后可促进Ras/ERK途径及P38的活化。Aksamitiene等[18]研究的c-kit依赖性黑色素瘤细胞模型中，抑制PI3K信号也会持续减弱MAP激酶的级联活性，也说明在大多数细胞系统中PI3K对MAP激酶途径有正向调节作用。
此外，在细胞内还存在其他一些信号蛋白对c-kit/SCF信号传导进行调控。例如：下调蛋白E3泛素连接酶c-cbl(需与适配蛋白APS结合)、PKC、SHP1、lnk、crkl、miR-137、lyn等，对维持传导信号强度、持续时间有重要作用，但具体作用机制有待进一步研究[5,19]。最新研究发现的八聚体结合转录因子、缺氧诱导因子、内皮素-1及SHP2可协同c-kit/SCF通路传导，共同促进黑色素的合成[20,21,22]。以上研究均说明c-kit/SCF信号通路控制黑色素的代谢并不是独立的过程，通路之间及通路与其他信号蛋白之间都互相联系，它们之间的复杂关系也值得我们进一步探究。
人角朊细胞和黑色素细胞里SCF和c-kit的基因与受体含量在紫外线照射后明显增长。SCF/c-kit信号参与紫外线导致黑色素合成的早期过程，紫外线可通过MAP激酶途径磷酸化MITF，促进黑色素细胞成熟及黑色素合成[23]。紫外线也可促进角朊细胞内m-SCF、内皮素-1、成纤维细胞生长因子、MITF等分子的表达，这些都可促进SCF/c-kit信号的传导；注射c-kit抗体阻滞剂可以抑制紫外线诱导的色素沉着[24,25]。
Nakazawa等[26]发现，紫外线和热的外源性刺激可增长黑色素细胞的树突，增加酪氨酸酶活力和黑色素合成。闰文厅和赵广[27]发现热处理可刺激豚鼠皮肤表皮基底层黑色素沉积，热处理区c-kit受体表达明显增多。提示黑色素细胞可通过热处理影响其内部SCF/c-kit信号转导，增强其功能和活性。
TPA属于蛋白激酶C激动剂。Qiu等[9]用TPA重复处理雌性C57BL/6小鼠背部皮肤，发现其可引起皮肤色素沉着，皮肤中SCF及c-kit受体的表达量增加；同时发现TPA也可促进体外培养的黑色素细胞的迁移和分化，并推断以上现象是TAP通过激活c-kit/SCF途径引起。
近来，研究表明免疫抑制剂他克莫司对白癜风患者具有复色治疗作用，但机制一直不明确。Huang等[28]将他克莫司作用于人黑色素细胞A375研究其复色机制和效果，结果发现他克莫司促进黑色素细胞迁移和黑色素的合成；c-kit mRNA和蛋白的表达也增加，且与加入他克莫司的剂量呈正相关。由此说明他克莫司通过c-kit/SCF通路调节黑色素合成可能是其复色机制之一。
近年来酪氨酸受体蛋白激酶抑制剂已应用于c-kit受体突变型恶性黑色素瘤的治疗，并取得了显著疗效[31]。伊马替尼是首个上市的激酶抑制剂，通过抑制酪氨酸酶、MITF的表达，阻断c-kit/SCF信号转导，进而抑制黑色素的生成[13]。但根据毛丽丽等[32]应用伊马替尼、大剂量干扰素对c-kit突变型高危黑色素瘤患者术后进行辅助治疗的效果进行对比评估，发现伊马替尼并未延长受试者的无复发生存期。说明酪氨酸激酶抑制剂作为辅助治疗还不能单独用于临床，须与其他免疫抑制剂联合应用。临床治疗中发现接受伊马替尼治疗的黑色素瘤患者可表现出不同的皮肤变化，原因可能是c-kit受体突变类型及突变位点存在差异[33,34]。需要重视的是，肿瘤细胞对伊马替尼的敏感性可能反映其对PI3K和MAP激酶途径的抑制程度，同时抑制MAP激酶和PI3K信号可协同诱导黑色素瘤细胞死亡[35]。
黄酮类化合物如香叶木素、芹菜素、金合欢素、木犀草素等在酶和细胞水平上能有效抑制c-kit受体的表达。Seong等[23]利用香叶木素和曲酸加入到被SCF作用72 h的人皮肤三维组织模型中，发现香叶木素对黑色素合成的抑制作用比曲酸更强，且无不良反应。说明通过阻断c-kit/SCF信号通路对黑色素合成的抑制更彻底、安全。
李菲等[39]通过免疫组化对比12例黄褐斑、9例黑病变、11例炎性反应后色素沉着病理标本中c-kit受体表达情况，发现黄褐斑患者皮损中c-kit受体含量及强度均增高。推测其原因为：①黄褐斑患者皮损区真皮层SCF增多，使得c-kit受体表达增多；②SCF/c-kit通路可进一步激活酪氨酸激酶的活性，使黑色素的合成增多，更多的黑素进入表皮层，诱发或者加重黄褐斑的发生。
Norris等[40]证实白癜风患者c-kit受体及SCF的表达量、分泌量在皮损区比皮损周围及非皮损皮肤低，其机制可能是通过降低SCF/c-kit信号传导和减少酪氨酸酶的表达导致皮损白癜风皮肤中黑色素细胞的功能完全丧失。Oun等[24]发现皮损区c-kit受体表达为阳性的白癜风患者，对308 nm准分子激光治疗的反应性更好。
最近研究发现肢端和黏膜黑色素瘤中c-kit受体过度表达，与c-kit受体基因突变有关，突变位点发生在外显子11、13、17和18，以赖氨酸642转变为谷氨酸和亮氨酸、576转变为脯氨酸最常见[22,41]。Lin等[42]研究发现不同解剖部位的黑色素瘤遗传途径可能不同；温莉虹等[43]利用PCR及免疫组织化学法检测色素痣及黏膜、肢端、非肢端黑色素瘤中c-kit受体表达量和c-kit基因扩增量，结果显示3组黑色素瘤样本组织中c-kit受体的表达量及基因扩增量均高于色素痣。提示c-kit蛋白参与了常见性色素痣和恶性黑色素瘤之间转化的中间环节。以往的研究还发现c-kit受体在良性复合痣的交界处、浅表性黑色素瘤(早期)表达，而在侵袭性黑色素瘤的垂直生长阶段表达消失，推断c-kit受体的表达变化与黑色素细胞恶性转化相关[44]。
c-kit受体是负责调节肥大细胞功能的主要受体。干细胞因子参与肥大细胞的分化和成熟，抑制其增殖，诱导细胞凋亡及肥大细胞脱颗粒。c-kit活化不当会导致肥大细胞在组织中积累和肥大细胞介质异常释放。因此，当c-kit受体获得性功能突变可能会导致肥大细胞增多症[12]。目前研究推断受体基因11号外显子近端谷氨酸到异亮氨酸片段缺失可能是导致肥大细胞增殖的原因[45]。
家族性进行性色素沉着症是表现为色素过度沉积的常染色体显性遗传性疾病。有报道指出干细胞因子突变增加了其对c-kit受体的亲和力，使c-kit受体保持活跃[12]。因此，干细胞因子的突变可能使独立存在的配体持续激活编码c-kit受体，继而导致皮肤色素沉着。
c-kit受体基因突变导致的斑驳病，表现为患者的腹侧和或肢端皮肤表面出现无色素斑面。突变异常表型与c-kit受体酪氨酸激酶功能的丧失及由此对Ras/MAP激酶通路产生的后续影响相关[46]。根据临床表型严重程度，突变可分为3种：①细胞内激酶编码序列中的错义突变产生完整c-kit受体，突变受体可与SCF结合但无激酶活性(重型)；②突变基因不产生或只产生截短的c-kit受体多肽链，突变受体不能与SCF结合也无激酶活性(轻型)；③突变导致c-kit受体多肽翻译提早终止，突变受体可与SCF结合(表型差异大)[47]。
此外，在c-kit/SCF通路传导过程中，过度活跃的Ras-MAP激酶通路会导致雀斑、咖啡斑等色素过度沉着性疾病[34]。
临床意义：①病因学治疗。如上所述，SCF/c-kit与多种色素代谢障碍疾病的发生发展密切相关。通过改变皮损处c-kit受体表达量，可能有效调节黑色素的合成及转移而达到治疗皮肤色素性疾病的目的。②确定疾病的治疗时机。临床上早期和晚期白癜风病变不易区分，有学者认为检测c-kit受体水平有望成为白癜风早期病变的标志，这将更有益于早期积极治疗白癜风[24]。③疾病的鉴别诊断与预后评估。根据c-kit受体表达的差异性，c-kit受体可用作区分良恶性黑色素细胞病变的标志。c-kit受体已在肢端型、黏膜型及慢性日光损伤性黑色素瘤等多种肿瘤组织中被发现，其蛋白表达水平与肿瘤的发生发展联系紧密，这也为区分肿瘤性质提供了可靠的分子标志物和很好的分子预后标志[48]。对于c-kit受体突变相关的疾病，c-kit受体基因的突变位点可做成DNA探针用于产前筛查。④肿瘤靶向治疗：黑色素瘤的发生可能与c-kit基因表达上调有关，作为研究热点的c-kit受体激酶抑制剂对黑色素瘤的治疗已应用于临床，并取得了巨大疗效。
研究及应用前景：皮肤色素沉着与色素脱失性疾病是皮肤整形科的常见病，但是在治疗上尚无十分有效的手段，给患者造成极大困扰。目前一些应用于临床增白剂的小分子物质如对苯二酚、曲酸、熊果苷、抗坏血酸、维甲酸等都以抑制酪氨酸激酶为靶目标，美白效应不充分且效果短暂。通过干扰c-kit/SCF转导抑制黑色素合成，比单纯、暂时性抑制酪氨酸激酶转录更彻底，有利于从根本防治皮肤色素沉着。正因如此，研究SCF/c-kit传导机制，通过合理设计合成化学品，有望寻找最有效和最有选择性的治疗靶点调节剂[23]。
局限性及展望：虽然人们对c-kit受体的了解日渐深入，但研究工作仍存在很多不足与难题。由于c-kit/SCF功能的多重性及复杂性，控制黑色素代谢的主要途径并不十分清楚。对c-kit受体的研究也主要集中于对疾病发生、发展与结局的预测功能，尚缺乏c-kit受体治疗色素性系统疾病的临床应用研究。目前已上市的c-kit激酶抑制剂均是多靶点抑制剂，由于不同酪氨酸酸激酶之间具有较高的同源性，抑制c-kit受体的同时，也抑制其他类型的酪氨酸激酶[4]。此外，应用c-kit激酶抑制剂造成的耐药性等问题也不可忽视。因此，研究c-kit受体激酶抑制剂的耐药机制，进一步研究其他可能的突变位点，寻找特异性治疗靶点对开发有效的治疗策略尤为重要。目前研究已证明c-kit受体对皮肤黑色素代谢的调控有多种途径，但各途径之间作用、致病的确切机制还不清楚。通过对c-kit受体的深入研究，有望更深层次了解皮肤色素性疾病的发生机制，为皮肤色素性疾病的诊断、治疗、预后提供更坚实的理论依据，成为色素沉着性疾病治疗的一个新方向。
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