De incidentie van melanoom, de meest dodelijke vorm van huidkanker, is dramatisch toegenomen in de afgelopen decennia in de Verenigde Staten, met name bij lichte huid individuen. Sterke moleculaire en epidemiologische bewijs impliceert UV-straling als een belangrijke oorzakelijke factor milieu 2-5. Verhoogde UV blootstelling in de vorm van blootstelling aan de zon en zonnebank gebruik waarschijnlijk verantwoordelijk voor veel van de verhogingen van melanoom incidentie 6-7 zijn. Melanoom risico lijkt vooral verbonden met zonnebrand 8, vooral die vroeg in het leven 9-10. Risico van zonnebrand is niet alleen op de dosis en de intensiteit van UV-straling, maar ook door erfelijke factoren die cutane reactie op UV-straling beïnvloeden. Pigmentatie van de huid is een van de belangrijkste determinanten van de UV-gevoeligheid, het risico van zonnebrand en het risico op kanker. Melanoom komt voor ongeveer twintig keer vaker voor bij lichte huid personen in vergelijking met een donkere huidskleur individuatiels 11-13.
Melanine, een pigment geproduceerd door melanocyten in de epidermis, is de belangrijkste determinant van de huid teint. Melanine komt in twee belangrijke soorten: (1) eumelanine, een donkerbruin / zwart pigment effectief in het absorberen van de energie van UV-straling en (2) pheomelanin, een rood / blond pigment minder effectief in het voorkomen penetratie van UV-fotonen in de huid. Huidskleur, UV-gevoeligheid en melanoom risico's worden grotendeels bepaald door de epidermale melanine gehalte 14-15. Hoe meer eumelanine in de epidermis, hoe minder UV fotonen in de huid doordringen. Vanwege de lage aangeboren niveaus van melanine, een lichte huid mensen zijn veel meer vatbaar voor acute en chronische effecten van UV-straling 16-18.
Huidpigmentatie, melanoma's en de mogelijkheid om "tan" na UV-belichting alle correleren met de signalering vermogen van de melanocortine 1 receptor (MC1R), een Gs-gekoppelde zeven transmembraan surface receptor op melanocyten 19-22. Wanneer MC1R bindt zijn verwante hoge affiniteit ligand, α-melanocyt stimulerend hormoon (α-MSH), is de activering van adenylylcyclase en productie van het tweede messenger cAMP 23. De normale fysiologische reactie van de huid na blootstelling aan UV omvat epidermale productie van α-MSH door keratinocyten 24-29. Wij en anderen veronderstellen dat-keratinocyten afgeleide α-MSH bindt aan MC1R op epidermale melanocyten, het initiëren van downstream-productie van de cAMP tweede boodschapper door activatie van adenylylcyclase 30. cAMP niveaus controleren vele aspecten van melanocyten differentiatie, waaronder overleving routes, DNA-reparatie en pigment synthese. MC1R signalering en cAMP duidelijk induceren pigment enzymniveaus en eumelanine productie. Wanneer MC1R signalering is intact en melanocytaire cAMP niveaus zijn robuust, wordt eumelanine geproduceerd en de huid donkerder. Indien MC1R signalering defect encytoplasmatische cAMP niveaus laag blijven, wordt pheomelanin plaats 1 geproduceerd. Eumelanine synthese kan farmacologisch worden gestimuleerd door agenten die cAMP verhogen 1,14,31-35.
Sinds het MC1R-eiwit is een belangrijke regulator van melanoom risico voor de mens 36-46, wij zijn geïnteresseerd in mechanismen waardoor MC1R beschermt melanocyten tegen UV-geïnduceerde carcinogenese. Als basis voor onze studies genereerden wij een transgene MC1R-variant muismodel op een zuivere C57BL / 6 genetische achtergrond 1. In dit model, stamcelfactor (SCF) wordt constitutief tot expressie gebracht in de basale epidermis en interfolliculaire epidermale melanocyten worden vastgehouden in de huid gedurende het leven 47, in tegenstelling tot de niet-transgene muizen waarin melanocyten lokaliseren de dermis in haarfollikels. Met de K14-Scf transgen opgenomen, wordt de epidermis gepigmenteerd met de specifieke melanine pigmenten kenmerk van het pigmentstam van het dier 1. K14-Scf muizen op de C57BL / 6 genetische achtergrond met wild type MC1R signalering hebben gitzwarte huid gekenmerkt door zeer hoge niveaus van melanine pigment. Niet verrassend, deze dieren zijn zeer UV-bestendig. Daarentegen genetisch matched K14-Scf C57BL / 6 dieren met een mutant inactief MC1R ophopen bijna geen melanine in de epidermis. In plaats daarvan, deze "uitbreiding" dieren (MC1R e / e) hebben een lichte huid teint wordt veroorzaakt door afzetting van pheomelanin pigment (Figuur 1A) en zijn veel meer UV-gevoelige 48-49.
Farmacologische verbindingen met chemische eigenschappen die penetratie in de huid mogelijk is aangetoond krachtig eumelanine induceren in de verlenging (MC1R e / e) K14-Scf diermodel door direct manipuleren cAMP niveaus in epidermale melanocyten in de huid. Melanine opregulatie in dit model is r geweesteported van adenylaat cyclase activeren 1 als fosfodiesterase 4 inhibitie 35. In dit artikel tonen we aan de voorbereiding en de actuele toepassing van forskolin in extensie (MC1R e / e) K14-Scf dieren welk model de lichte huid UV-gevoelige mens. We laten zien dat tweemaal daags aanbrengen van het geneesmiddel bevordert de versnelde melanisatie, dat de huid donkerder is te wijten aan epidermale afzetting van melanine pigment en dat veroorzaakte epidermale melanine beschermt tegen UV-geïnduceerde zonnebrand door meting van de "minimale erythemateuze dosis" (MED) 48.