メラニンの合成は律速反応触媒酵素であるチロシナーゼにより調節されていることが知られているが,人種的な皮膚の色調の重要な決定因子としての役割についてはこれまで明確にされていなかった.種々のスキンタイプ由来の培養ヒトメラノサイトを用いて検討した結果,培養メラノサイト内メラニン量とチロシナーゼ活性は,活性をin situで測定した場合にはきわめて強い相関を示したが,活性を細胞ホモジネートで測定するとそれに匹敵する強い相関は示さなかった.両者の解離は,ある種の白色人種由来のメラノサイトをホモジネートすることにより,潜在化していた細胞内チロシナーゼの存在が顕在化し,in situチロシナーゼ活性から予測されるよりもはるかに高い活性を示したことを意味する.免疫沈降分析および免疫ブロット法により,白色人種由来メラノサイト内に存在するチロシナーゼ分子の数は,色の濃い黒人由来のメラノサイト内に存在するチロシナーゼ分子の数とほぼ同等であり得ることが明らかとなった.赤毛新生児由来のメラノサイトはチロシナーゼ分子の数も酵素活性もともに低下していた.白色人種と黒色人種のメラノサイトではおよそ同等なチロシナーゼmRNAが証明されたが,赤毛新生児由来のメラノサイトではチロシナーゼmRNAも減少していた.以上より,白色人種由来の生きたメラノサイト内でのin situのチロシナーゼの活性とメラニン産生量は黒色人種由来のメラノサイトに比して常に低下している一方で,一般の白色人種はしばしば黒色人種並みのチロシナーゼを細胞内で産生し保有しており,それゆえ,皮膚の色素産生の潜在的な能力は保持されているものと思われる.それに対して,赤毛でそばかすの多い人々(スキンタイプI)は,チロシナーゼの産生が制限されており,それゆえ,これらの人々ではメラニン産生の潜在的能力も制限されているものと思われる.

　皮膚の色調と紫外線への反応の仕方によって6つのスキンタイプが知られている.これらのスキンタイプが何によって規定されているのか,以下にあげることがらはすでに指摘されているが,詳細はなお不明である.すなわち,1)メラニンが主に皮膚の色調を決定する,2)異なった色の皮膚でもメラノサイトの皮膚内密度は変わらない,3)皮膚の色調とメラノソームの凝集の度合いは相関しているらしい.以上より,個々のメラノサイト内のメラニン産生の効率の善し悪しが人種的な皮膚の色調を規定すると考えられる.しかし,個々のメラノサイト内で何がメラニン産生の効率を規定しているのかは,さらに明らかにされる必要がある.

　一方,チロシナーゼはメラニン合成の律速段階酵素であり,また,ヒトにおいてチロシナーゼの活性が欠損すると全身性白皮症になるということから,種々のスキンタイプにおけるメラノサイト内のチロシナーゼ活性の違いがもっぱら人種的な皮膚色の差を生ずる主要要因となっている可能性は十分にあるものと思われる.これまでの報告によると,黒色人種と白色人種の新生児包皮のホモジネート中のチロシナーゼ活性は,平均すれば,黒色人種皮膚の方が白色人種皮膚よりも高いチロシナーゼ活性を示す.しかしながら,これらの報告によるとまた,黒色皮膚と白色皮膚の活性においてかなりの部分類似の値を示しており,チロシナーゼ活性のみでは皮膚色を予測できないことを示唆する結果であった.ここでは,人種的な皮膚の色調に関わるチロシナーゼの役割をより一層明確にするために,種々のスキンタイプ由来の純粋な培養ヒトメラノサイトを用いて,チロシナーゼ活性,酵素分子の定量,チロシナーゼmRNAレベルを比較測定した.

　培養されたヒトメラノサイトは種々の人種から20種類以上におよぶ.これらのメラノサイトは実験計画法を用いて最適化された培地中で,対数増殖を示す条件で培養された.この条件下で黒色人種由来のメラノサイトでは白色人種由来のメラノサイトよりも常に多量のメラニン色素(メラニン量で約3倍)を1年以上にわたって産生し続けた.赤毛新生児由来のメラノサトも形態は通常の白色人種由来のメラノサイトと同様であり,メラニンの産生量も一般の白色人種同様,黒色人種よりも常に低値を示した.

　15細胞株を用いて,メラニン量とホモジネート内チロシナーゼ活性の相関をみると,従来の報告から予想された通り,確かにある程度の相関は示す(r＝0.808)ものの,白色人種由来の細胞株でも,しばしば黒色人種並みの活性を示した,ところが,チロシナーゼ活性を培養細胞を生かしたままin situで測定すると,興味あることに,今度は白色人種由来のメラノサイトは例外なく黒色人種由来のメラノサイトよりも著明な低値を示し,メラニンとの相関関係も0.923と非常に強いものであった.以上,チロシナーゼ活性をホモジネートで測定しても,メラニンの量または黒色人種由来が,白色人種由来のメラノサイトかを予測しえないにもかかわらず,活性をin situで測定すれば,例外なく人種的な相違を予測できることが明らかとなった.

　では,なぜin situでは極度に低いチロシナーゼの酵素活性が,ある種の白色人種において細胞をホモジネートしてから活性をはかると,予想し得ないような高い活性を示すのであろうか.この白色人種でみられる不当に高いと思われるホモジネート内酵素活性は,単に第1反応であるチロシン水酸化反応の活性の高さを表現するのみで,必ずしもメラニンの合成まで至らしめていないのであろうか.この点については,ドーパ酸化酵素活性および¹⁴C-メラニン合成活性を測定した結果,チロシナーゼ水酸化酵素活性は最初の律速段階の反応のみならず,最終的にメラニンが合成されるまでの反応すべてを代表する活性を反映していると考えられた.

　一方,ホモジネート内の酵素の所在として,チロシナーゼが細胞質に遊離せず,膜構造の内に存在するかを調べたが,チロシナーゼはある種の白色人種においても細胞質内に遊離しているのではなく,人種を問わず,膜構造分画内に大部分の活性の局在を示した.

　また,抗チロシナーゼ抗体を用いた免疫沈降分析では,in situのチロシナーゼ活性が黒色人種由来のメラノサイトの約1/8しか示さなかった白色人種由来のメラノサイトのホモジネート中にも,黒色人種とほぼ同等かそれ以上のチロシナーゼ分子が存在することが示された.これにより,白色人種由来メラノサイト内に存在するチロシナーゼ分子の数は,色の濃い黒人由来のメラノサイト内に存在するチロシナーゼ分子の数とほぼ同等であり得ることがわかった.一方,赤毛新生児由来のメラノサイト内のチロシナーゼ分子の濃度は黒色人種および白色人種由来のメラノサイト内のそれの約1/2であった.さらに,免疫ブロット法でも白色人種由来のメラノサイト3株のいずれもが,黒色人種由来のメラノサイトの70%以上のチロシナーゼ分子を有している一方,in situチロシナーゼ活性およびメラニンの量では1/5以下であることが示された.

　また,チロシナーゼcDNAをプローブとしたノーザンブロットによる解析では,白色人種由来のメラノサイト内のチロシナーゼmRNAのレベルが黒色人種由来のメラノサイトとほぼ同等であった.一方で,赤毛新生児由来のメラノサイトでは一般白色人種および黒色人種に比してチロシナーゼmRNAのレベルも著明に低下していた.

　以上より,生きたメラノサイト内のin situチロシナーゼ活性が人種的な皮膚の色調を規定するきわめて重要な要因と考えられる.さらに,1)チロシナーゼ遺伝子活性(mRNAレベル)は一般白色人種と黒色人種で同等であり得る,2)一般白色人種は黒色人種並みのチロシナーゼ分子を保有しているが,大部分はメラノサイト内で活性化されていない,3)赤毛の人種ではチロシナーゼの産生そのものが低下していて,皮膚の色素産生も低下している,以上のように考えられた.これらを規定しているメカニズムはさらに追究されなければならないが,1)分子生物学的にチロシナーゼのアミノ酸配列の差(人種間で比較し得るほどにデータの蓄積が無いが,アメリカと日本で発表されたチロシナーゼcDNAの配列は同等であり,人種間で異なっているという証拠はこれまでのところ示されていない),2)インヒビターの存在(単純な混合試験では白人由来のメラノサイト中の物質に黒人のメラノサイトの高いホモジネートチロシナーゼ活性を低下させる効果を見出せなかった),3)メラノソームの構造および機能の相違(今のところ人種間で細胞内メラノサイトの成熟の度合いの差は示されているが明確な構造の差は証明されていない),などにつき改めて今後検討されるべきであると考えられる.