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哺乳动物色素沉积包括黑色素细胞中黑色素颗粒的产生及其转运两个过程。黑色素颗粒包括真黑素和褐黑素,二者的数量和比例是毛色形成的主要决定因素,其产生过程受多个基因、mi RNA以及Lnc RNA参与的复杂的基因网络调控。前期,通过对黑色素细胞转录组分析发现,突触结合蛋白4（Synaptotagmin 4,SYT4）在黑色素细胞中表达,但在黑色素细胞中的功能尚未报道。SYT4依赖于Ca2+,调控小鼠神经元轴突和树突中脑源性神经营养因子（BDNF）的释放。黑色素细胞起源于神经嵴细胞,因此SYT4可能在黑色素细胞生物学中起作用。本研究通过SYT4在黑色素细胞中过表达或敲低表达,运用细胞免疫化学、Ca2+信号检测、q PCR、Western blotting等试验技术,探究SYT4对羊驼黑色素颗粒产生的影响及其分子机制。试验结果如下:1.在羊驼黑色素细胞中过表达SYT4后,经细胞免疫化学方法检测SYT4在羊驼黑色素细胞内的定位以及对细胞形态的影响。试验结果显示:SYT4主要在羊驼黑色素细胞胞质内表达,且能使羊驼黑色素细胞的树突显著延长,利于黑色素颗粒的转运。2.在过表达SYT4的羊驼黑色素细胞中,通过检测Ca2+信号,并用western blotting方法检测Ca2+信号通路瞬时受体电位阳离子通道亚家族M成员1（transient receptor potential cation channel subfamily M member 1,TRPM1）及相关基因钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶IV（calcium/calmodulin dependent protein kinase IV,CAMK4）和p-ERK的蛋白表达水平变化。试验结果显示:在羊驼黑色素细胞内过表达SYT4能够显著增加胞内Ca2+信号强度,使TRPM1和CAMK4的表达水平显著上调,同时使p-ERK的表达受到抑制（***P<0.001）。3.在羊驼黑色素细胞中过表达或敲减SYT4后,检测酪氨酸酶活性、黑色素细胞产生的总黑色素含量、褐黑素含量、真黑色素含量。试验结果显示:SYT4过表达或敲低分别能够显著激活或抑制酪氨酸酶活性,引起总黑色素含量、褐黑素含量和真黑色素含量的显著上调或下调（**P<0.05,***P<0.001）;经过q PCR和western blotting检测黑色素调控相关基因小眼畸形相关转录因子（microphthalmia-associated transcription factor,MITF）、酪氨酸酶（tyrosinase,TYR）、酪氨酸酶相关蛋白1（tyrosinase related protein 1,TYRP1）、多巴色素互变异构酶（dopachrome tautomerase,DCT）的m RNA和蛋白表达水平。试验结果显示:SYT4过表达能够上调MITF、TYR、TYRP1、DCT的m RNA和蛋白表达水平（***P<0.001）。敲低SYT4的表达后,以上黑色素相关基因的表达水平均有不同程度的下调（***P<0.001）。4.为了验证SYT4在黑色素产生过程中的调控作用,本实验在小鼠黑色素瘤细胞内通过过表达和敲低SYT4进行了验证,经q PCR和western blotting检测了调控黑色素生成相关基因的表达水平。试验结果显示:在小鼠黑色素瘤细胞内过表达和敲低SYT4后,黑色素相关基因在m RNA水平和蛋白水平变化分别上调和下降,这个结果与在羊驼黑色素细胞内的调控结果一致。综合上述结果,本试验发现SYT4通过TRPM1通道调节Ca2+信号调控毛色相关基因MITF、TYR、TYRP1、DCT的表达进而影响黑色含量的变化。同时,SYT4能够使黑色素细胞发生树突延伸,对黑色素颗粒的转运具有重要作用。