Absztrakt

Háttér:A dermális extracelluláris mátrix (ECM), elsősorban a kollagén pontos megkülönböztetésére és mennyiségi meghatározására kevés képalkotó és képfeldolgozási technika áll rendelkezésre. Ez a tanulmány egy holisztikus képalkotási és képfeldolgozási megközelítés kidolgozását és bemutatását tűzte ki célul a kollagén-átalakítás makro-, mikro- és nanoléptékben történő megjelenítésére és számszerűsítésére hisztokémiai képalkotás, reflexiós konfokális mikroszkóp (RCM) és atomerőmikroszkópia (AFM) segítségével. , ill.

A cisztanche glikozidja növelheti az SOD aktivitását a szív- és májszövetekben, és jelentősen csökkentheti az egyes szövetek lipofuscin- és MDA-tartalmát, hatékonyan megkötve a különböző reaktív oxigéngyököket (OH-, H2O₂ stb.) és megvédheti a DNS-károsodást. OH-gyökök által. A Cistanche feniletanoid glikozidok erős szabad gyökfogó képességgel rendelkeznek, nagyobb redukáló képességgel rendelkeznek, mint a C-vitamin, javítják a SOD aktivitását a spermiumszuszpenzióban, csökkentik az MDA-tartalmat, és bizonyos védő hatást fejtenek ki a spermium membrán működésére. A cistanche poliszacharidok fokozhatják a SOD és a GSH-Px aktivitását a D-galaktóz által okozott kísérletileg öregedő egerek eritrocitáiban és tüdőszöveteiben, valamint csökkenthetik a tüdő és a plazma MDA- és kollagéntartalmát, valamint növelhetik az elasztintartalmat. jó eltávolító hatás a DPPH-ra, meghosszabbítja a hipoxia idejét öregedő egerekben, javítja a SOD aktivitását a szérumban, és késlelteti a tüdő fiziológiás degenerációját kísérletileg öregedő egerekben A sejtmorfológiai degenerációval a kísérletek kimutatták, hogy a Cistanche jó antioxidáns képességgel rendelkezik és potenciálisan gyógyszer lehet a bőröregedési betegségek megelőzésére és kezelésére. Ugyanakkor a Cistanche-ban található echinakozid jelentős mértékben képes megkötni a DPPH szabad gyököket, és képes megkötni a reaktív oxigénfajtákat és megakadályozza a szabad gyökök által kiváltott kollagén lebomlását, valamint jó helyreállító hatással van a timin szabad gyökök anionjainak károsodására.

Kattintson az Antioxidant Cistanche használata lehetőségre

【További információ:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】

Anyag és módszerek:A koncepció bizonyítása érdekében egy kereskedelmi forgalomban kapható öregedésgátló terméket, amelyről ismert, hogy kollagén neoszintézist és újraszerveződést vált ki, ex vivo teszteltek két idős nőstény emberi bőrbiopsziáján.

Eredmények:A kezeletlen bőrhöz képest a kollagénrostok (RCM) és a fibrillák (AFM) hosszabbak és egy vonalba kerültek a kezelés után. A kollagén és elasztin tartalom (hisztokémiai képalkotás és ELISA) statisztikailag javult a kezelést követően.

Következtetés:Eredményeink alapján megállapíthatjuk: (1) az AFM, az RCM és a hisztokémiai képalkotás pontosan megkülönböztetheti a kollagént a bőrben lévő egyéb ECM-komponensektől, és (2) a képfeldolgozó módszerek lehetővé teszik a mennyiségi meghatározást, és ezáltal a kollagén-remodelling kismértékű javulását rögzítik. kezelés (koncepció bizonyítékaként kollagénszervező technológiás kereskedelmi kozmetikai termék). A bejelentett holisztikus képalkotó megközelítés közvetlen klinikai következményekkel jár a tudósok és bőrgyógyászok számára, hogy gyors, valós idejű és pontos döntéseket hozzanak a bőrkutatás és -diagnosztika terén.

KULCSSZAVAK

öregedésgátló, atomerő-mikroszkópia, kollagén-reorganizáció, bőrremodelling, extracelluláris mátrix, reflektancia konfokális mikroszkópia (Vivascope)

1. BEMUTATKOZÁS

A dermális extracelluláris mátrix (ECM) szabályozott átalakítása elengedhetetlen a bőr és más szervek normális fejlődéséhez és homeosztázisához. Az ECM-remodelling a bőröregedés,1 a sebgyógyulás és néhány halálos betegség, többek között, de nem kizárólagosan a rák és a fibrózis patofiziológiájának ismertetőjele.2 Számos esztétikai és orvosi lehetőség létezik ezeknek a bőrbetegségeknek a kezelésére, azonban képalkotó módszerek alig állnak rendelkezésre Az ECM-remodelling valós idejű megjelenítése, elsősorban a kollagén, amely a dermális ECM legelterjedtebb szerkezeti összetevője. Bár fejlesztés alatt áll, néhány új, nem invazív, valós idejű klinikai képalkotó technikák a kollagén és annak szerveződésének megjelenítésére a következők: Multi-Photon Microscopy with Second Harmonic Generation (MPM-SHG),3 Reflektancia Konfokális Mikroszkópia (RCM),4 Optikai Koherencia Tomográfia (OCT),5,6 Lindfield konfokális optikai koherencia tomográfia (LC-OCT), amely az RCM és az OCT,7 mágneses rezonancia képalkotás (MRI),8 és ultrahang képalkotó módszereinek kombinációján alapul.9 Ezek közül az RCM, MPM, ill. Az LC-OCT CE-tanúsítvánnyal rendelkező bőr képalkotó műszerek. Mindazonáltal az összes közül az RCM technika (Vivascope® 1500 és 3000, a Lucid, Inc. USA-tól) az egyetlen FDA által jóváhagyott klinikai bőrgyógyászati ​​diagnosztikai technika (510(k)# K080788), amelyre a legtöbb biztosítás is kiterjed. USA a bőrelváltozások diagnosztizálására.10 Nem invazív és költséghatékony alternatívája a klasszikus biopsziás és kórszövettani technikáknak a bőrrákok és kezelésük diagnosztizálására és monitorozására.10 A kollagén szerveződésének megjelenítésére szolgáló preklinikai képalkotó módszerek közül az atomerőmikroszkópia ( AFM), 11 elektronmikroszkópia, 11, 12 hisztokémiai képalkotás fluoreszcens mikroszkóppal, 13 polarizált fénymikroszkópia, 14 konfokális lézer pásztázó mikroszkóp (CLSM), 15, 16 multimodális konfokális reflexiós és fluoreszcens mikroszkóp, 17 és kis szögű röntgensugaras18 jól ismert.

Az egyik fő figyelmeztetés, amely korlátozza a fent említett klinikai képalkotó technikák használatát, hogy fárasztó manuális értékelést igényel, mivel a bőrstruktúrák fekete-fehér képeinek pontos elemzéséhez a tárgyi szakértelem és tapasztalat előfeltétel.19,20 Ezért további erőfeszítésekre van szükség. a képfeldolgozás területén szükséges algoritmusok és szoftverek kifejlesztéséhez és validálásához az elemzés automatizálásához,5 könnyen értelmezhető, digitálisan festett képek készítéséhez,16,17 és kvantitatív információk kinyeréséhez a betegség progressziójának és terápiájának nyomon követéséhez, beleértve a kollagén szerveződését is. kutatás.3,6,12–14 Lehetővé teszi a nem bőrgyógyászok és bőrgyógyászok számára, hogy gyorsabban és magabiztosabban hozzanak döntéseket, mivel a döntéseket a randomizált képek nagyobb mintájából hozzák meg. Néhány alapvető tanulmányt végeztek annak bizonyítására, hogy az RCM és az MPM használható az életkorral összefüggő bőrelváltozások (beleértve a kollagén szerveződését is) megértésére fiatalok és idősek vagy fotókorú alanyok esetében.21,22 Azonban korlátozottak az erőfeszítések az erő bővítésére. ezek közül a képalkotó technikák közül a kezelés javulásának rögzítése érdekében, amely kifinomult képfeldolgozást igényel a mennyiségi információk megszerzéséhez.3,13,16

Ez a tanulmány egy holisztikus képalkotási és képfeldolgozási megközelítés kidolgozását és bemutatását tűzte ki célul, amellyel megjeleníthető és számszerűsíthető a bőrremodelling (elsősorban a kollagén) javulása. A koncepció bizonyítása érdekében egy klinikailag bizonyított, kereskedelmi forgalomban lévő öregedésgátló kozmetikai terméket kollagén-rendező technológiával alkalmaztak annak felmérésére, hogy lehetséges-e a képfeldolgozás a kollagénben a kezelés előtti és utáni kisebb változásainak számszerűsítésére.

2. ANYAGOK ÉS MÓDSZEREK

2.1 Bőrbiopsziák és kezelésük

A kutatás során felhasznált bőrbiopsziák a hasi plasztikai műtétek maradékanyagai voltak, amelyeket két donor hozzájárulása után kaptak (a klinikák beleegyezését megtartották). Az 1-es donor (62 éves) és a 2-es donor (52 éves) nők és Fitzpatrick II-es bőrtípusú volt. A biopsziákat standard tenyésztési körülmények között tartottuk, és naponta kezeltük teszttermékkel vagy kontrollal (kezeletlen vagy placebóval) 6 napon keresztül, majd a 7. napon begyűjtöttük képalkotáshoz és ELISA-hoz. Az 1. donor biopsziáit használtuk az ELISA-hoz, az RCM-hez és az AFM-hez, míg a 2. donortól származó biopsziákat a hisztokémiai képalkotáshoz.

2.2 RCM és AFM képalkotás

Az 1. donor bőrbiopsziáit a 7. napon gyűjtöttük be, és közvetlenül leképeztük metszés és festés nélkül. Az AFM-et (Bruker, Multimode 8 AFM) és az RCM-et (Vivascope® 1500) használtuk a kollagén nagy felbontású nano- és mikroméretű képeinek elkészítéséhez a teszttermékkel kezelt és kontrollként kezeletlen bőrön. Az összes kísérlethez az AFM-et kis konzollal (PPP-FMR- 20, nanoszenzorok) szerelték fel: rugóállandó, k=0,5–9,5 N/m, rezonancia frekvencia, f {{13} }–115 kHz levegőben, és szobahőmérsékleten csapoló üzemmódban működött. A bőrmintákat oldalirányban egy mágneses korongra (1 mm × 1 mm) rögzítettük, és a színpadra helyeztük. Az AFM-képeket a bőrbiopsziák oldalsó/oldalsó nézetéből vettük fel a metszés elkerülése érdekében. Az RCM képalkotáshoz hét véletlenszerű képet vettünk a kezelt és a kezeletlen biopsziákból felülről (Stratum corneum oldal) és alulról (dermisz oldal), hogy kiváló minőségű képeket kapjunk a kollagénről. Az RCM-képeket ConfoScan® segítségével dolgoztuk fel és elemeztük a kollagén textúrájának meghatározására, hogy jelentsük az átlagos fragmentációs indexet. A töredezettségi indexet úgy határozzuk meg, hogy az objektumok területét osztjuk a nyers képek kollagén textúrájának feldolgozása után kapott objektumok számával. Az S1 ábra a ConfoScan® használatával végzett képfeldolgozást mutatja a kollagén fragmentációs index (CFI) kvantitatív értékeinek meghatározásához.

2.3 Hisztokémiai képalkotás

Az öregedésgátló termék fényöregedett bőr kezelésére (a fotó által károsodott kollagén és elasztin visszanyerése) történő teszteléshez a 2. donor biopsziáját szimulált dózisú UV-sugárzásnak (6 J/cm2 96 százalékos UVA-val) tették ki. ). A kísérletekben tesztelt minták és körülmények a következők voltak: (A) negatív kontroll (kezeletlen, UV és teszttermék nélkül), (B) pozitív kontroll (UV-sugárzásnak kitett bőr, de nem vizsgált termék), és (C) kezelt UV-sugárzásnak kitett bőr, majd napi kezelés teszttermékkel). A 7. napon bőrbiopsziákat gyűjtöttünk, metszeteket készítettünk, kollagénre (Picosirius festés) és elasztinra (immunfestés) festettük, és leképeztük. A képeket egy szabadalmaztatott képelemző algoritmus segítségével dolgozták fel és elemezték, hogy kvantitatív információkat kapjanak a papilláris irha kollagén- és elasztintartalmáról. Röviden, a kollagén- és elasztintartalomról kvantitatív információk megszerzésére irányuló analitikai folyamat magában foglalja az RGB-képek LAB színtérré alakítását, a háttér kiszűrését, hogy tiszta képeket kapjunk a kollagénről és az elasztinról, majd a papilláris dermisz kollagén- és elasztintartalmának normalizálását. ugyanaz a terület vagy több pixel. Minden állapothoz hat biopszia vagy bőrminta, és minden mintából két metszet vagy kép készült, ami N=12 képet és adatpontot eredményezett a statisztikai teszteléshez. Az S2 ábra a képfeldolgozási megközelítés vázlatos vázlatát mutatja a kollagéntartalom kvantitatív értékeinek meghatározásához.

2,4 ELISA

A 7. napon a szövetek begyűjtése után 4 mm átmérőjű lyukasztót használtunk kisebb biopsziák készítésére, és kiválasztottunk két biopsziát ~25 mg/biopsziával. A lyukasztott biopsziákat (50 mg össztömeg) 0,1% Tritont és proteázgátló koktélt tartalmazó lízispufferben összekevertük, majd a szövetet homogenizáltuk automatizált, mechanikai és ultrahangos tulajdonságokkal rendelkező, kettős feldolgozású homogenizátorral, hogy teljesen lizáljuk a szövetet. szövet. A lizált szövetet centrifugáltuk, a felülúszót összegyűjtöttük, két részre osztották, és felhasználásig -80 °C-on tároltuk. A tömeg (50 mg) normalizálása mellett a mintákat a felülúszó teljes fehérjetartalmára is normalizáltuk. A felülúszót Pro-Collagen 1-re, Elastinra, Alpha-Smooth Muscle aktinra (A-SMA), Tenascin-X-re és hialuronsavra elemeztük kereskedelmi ELISA készletekkel. A statisztikákat N=6 adatponton végeztük (3 biopszia × 2 alikvot rész).

3 EREDMÉNY

A hisztokémiai képalkotás (1. ábra) makroszkópos információt szolgáltatott a kollagén és elasztin eloszlására és mennyiségére vonatkozóan. A bőrbiopsziák UV-kezelését követően a kollagén és elasztin rostkötegek vörös színének egyértelmű csökkenése volt megfigyelhető.

Az 1. táblázat a kollagén- és elasztintartalom mennyiségi értékeit mutatja három kezelési körülmény között. Ezek az értékek lehetővé tették számunkra a kollagén- és elasztintartalom javulásának mérését, valamint statisztikai összehasonlításokat. A kollagén (-23 százalék vs. kezeletlen) és elasztin (-30 százalék vs. kezeletlen) csökkenése UV expozíció után szignifikáns volt (2. ábra). A teszttermékkel végzett 6 napos kezelés után az UV-sugárzásnak kitett bőrbiopsziák képesek voltak visszanyerni a kollagént (plusz 18% az UV-kezelthez képest) és az elasztint (plusz 46% az UV-kezelthez képest). Bár a kollagén szerveződése nem egyértelmű a hisztokémiai képeken (mivel a kollagén a bőrben a legnagyobb mennyiségben és sűrűbben van elhelyezve), a natív (1A ábra) és az UV-sérült bőrben az epidermisz felé futó elasztinrostok jellegzetes, merőleges elrendezése figyelhető meg. vizsgálati termékkel végzett kezelés (1C. ábra).

Az ELISA (3. ábra) összehasonlítja a vizsgált termékkel vagy placebóval kezelt bőrbiopsziák által kifejezett biomarkerek szintjét (amelyből hiányzik a dermális remodellingről ismert hatóanyagok koktélja). A placebóval összehasonlítva az elasztin és a kollagén szintje 2-3-szorosára nőtt, különösen az 1-es típusú prokollagén szintje (teszttermék vs. placebo). Bár nem szignifikáns, észrevehető növekedést (P < 0,1) figyeltek meg a hialuronsav és a tenascin-X mennyiségében.

Az RCM sikeresen feltárta a kollagénrostok (kollagénrostok köteg) szerveződését a bőrben (4. ábra). Konfokális és negyedhullámú lemezes optikai tulajdonságainak köszönhetően a technika sikeresen megkülönböztette a kollagént (erős, kettős törésű endogén kontrasztanyag) más mátrixoktól anélkül, hogy a bőrt metszették és elfestették volna. A rövid töredezett kollagént és annak összekuporodott elrendezését (amely a sérült és rosszul szervezett kollagénre jellemző az elöregedett/fényképes bőrben) a kezeletlen bőrbiopsziában figyelhető meg. A teszttermékkel végzett 6 napos kezelés után a kollagénrostok elrendeződése ebben az 62-éves női bőrbiopsziában (1. donor) viszonylag rendezettebbnek tűnik, mint a kezeletlen, 100 µm-nél hosszabb futó kollagénrostok. egymással párhuzamosan. Bár a kontraszt gyenge, megfigyelhetjük a fibroblasztok alakját és méretét (a 4. ábrán nyilakkal kiemelve), a nagy és elterjedt, szabályos alakú fibroblasztokat a kezelt bőrön a kezeletlen bőrrel szemben. A 4C. ábrán látható világos kerek cellák különösen érdekesek. Lehetnek hízósejtek vagy gyulladásos sejtek. Nem világos, hogy ezek a gyulladásos sejtek a normál bőregészségügyi állapotokat reprezentálják-e, vagy a lézerfejre kifejtett jelentős erő hatására fejeződtek ki, hogy megpróbálják jobb érintkezést elérni a lézerfej és a bőr között a kollagén jó minőségű képei érdekében. rostok.

A 2. táblázat a kezelt és a kezeletlen bőr hét véletlenszerű képének ConfoScan® elemzésével meghatározott átlagos fragmentációs indexet mutatja. A kezelt és a kezeletlen csoport kollagénátlagos fragmentációs indexe 0.032, illetve 0,064 volt. A fragmentációs index csökkenése a kollagén szerveződésének javulását jelzi.

A kollagén elrendeződésének mélyebb megismerése érdekében AFM képeket készítettünk a kollagén nanoméretű elrendeződésének vizualizálására (5. ábra). Láthatunk nanométer vastagságú egyes kollagénszálakat (ez a köteg, amely kollagénrostot képez). Továbbá láthatjuk a kollagénszálak jellegzetes traverz sávos mintázatát is (D ∼ 68 nm), amely összhangban van az irodalommal,11 és igazolja, hogy az AFM képes volt megkülönböztetni a kollagént más ECM rostoktól. Az RCM-mel egyetértésben a kollagénszálak viszonylag párhuzamos szerveződését figyelték meg az AFM alatt is a kezelt és a kezeletlen bőr esetében.

4. MEGBESZÉLÉS

Ebben a kutatásban három képalkotó technika alkalmazásának lehetőségét tártuk fel a kollagén változásainak vizualizálására olyan emberi bőrbiopsziákban, amelyeket egy kereskedelmi forgalomban kapható öregedésgátló termékkel kezeltek, amely szintetikus szintetikus peptideket tartalmaz, amelyekről ismert, hogy kollagén-átalakítást indukálnak. A hisztokémiai képalkotó és az RCM képalkotási technikákat képfeldolgozással párosították, hogy félkvantitatív információkat kapjanak a kollagéntartalomról és a fragmentációról, amely indexként értékeli a kollagén javulását az öregedésgátló termékkel végzett kezelés után.

Érdekes módon vizsgálatunk nagyon erős korrelációt mutatott ki a hisztokémiai képalkotás és az ELISA között, ami a kollagén- és elasztinszint jelentős növekedését jelentette a teszttermékkel végzett kezelés után. Az 1-es típusú pro-kollagén az újonnan szintetizált kollagén markere, és a fibroblasztok által a Matrixyl®-re (Sederma/Croda) reagáló túlzott expressziója az öregedésgátló hatás jól jellemzett mechanizmusa.23,24 Szintén jelentős növekedés tapasztalható. az A-SMA expressziójában, amely a miofibroblasztokra egyedi marker, amelyek speciálisan differenciált fibroblasztsejtek. Az A-SMA szerepe a fibroblasztok által közvetített ECM-összehúzódásban és -remodellingben jól ismert,25 és közvetlen összefüggésről számoltak be az A-SMA expressziója és a fibroblaszt-összehúzódási aktivitás között.26 A hialuronsav növekedése, bár nem szignifikáns, elsősorban az oka lehet. a hialuronsavnak mint hidratáló összetevőnek tulajdonítható az öregedésgátló termékben. A TNSX egy új ECM fehérje, amely a bőr irha kollagén rostjai között vagy felszínén helyezkedik el27, és a TNSX a jelentések szerint dózisfüggő kollagén fibrillogenezist indukál, 28, 29 bár vita van, hogy a TNSX specifikusan kötődik-e a pro-kollagén típushoz. 1 vagy más kollagén és ECM biomolekulák is.28,29 A TNSX dózisfüggő növekedéséről számoltak be a SKINectura™ (Lucas Meyer Cosmetics) hatására, amely az öregedésgátló teszttermék hatóanyaga (PCT számú nemzetközi szabadalmi bejelentés). /IB2017/056370). Ezért feltételezhető, hogy a teszttermékben található Matrixyl® (Sederma/Croda) és SKINectura™ (Lucas Meyer Cosmetics) együtt segíti elő a frissen szintetizált kollagén, az 1-es típusú prokollagén szintézisét és összehangolását. A kollagén és elasztin jelentős csökkenése UV-kezelés után (fényképsérült bőrmodell), majd az öregedésgátló termékkel végzett kezelés utáni helyreállításuk (a natív, UV-sugárzásnak nem kitett bőrre szintje vissza) jelzi a hisztokémiai képalkotás (polarizált mikroszkópia) és képfeldolgozási technika képességét mérje meg az ECM komponensek tartalmának kis változásait (1. és 2. ábra). Szorgos erőfeszítéseket tettek annak érdekében, hogy a frissen vásárolt Thunder Leica fluoreszcens képalkotó rendszerrel (immunofluoreszcens jelölés után) megpróbálják leképezni a kollagén és elasztin szerveződését. A felbontás azonban nem volt elég magas, így a szervezésről sem lehetett megbízható következtetést levonni. A fluoreszcencia alapú CLSM képalkotás nagyobb felbontást kínál, mint a hagyományos széles látómezős fluoreszcens képalkotás, így lehetővé teszi a kollagén és elasztin szerveződésének egyértelmű megjelenítését. A hagyományos széles látómezős fluoreszcencia képalkotást korlátozza a másodlagos fluoreszcencia dominanciája és a minták vastagsága, amelyek nem számítanak a CLSM-nek.

A kollagén szerveződését RCM segítségével tudtuk megjeleníteni (4. ábra). Az RCM jobb választás, mint a CLSM, mert (1) az RCM nem használ semmilyen jelölést vagy festést (ellentétben a fluoreszcencia-CLSM-mel, amely immunfluoreszcens jelölést igényel), ami kiküszöböli a jelölések miatti bizonytalanság vagy nem specifikusság lehetőségét, és (2) az RCM széles körben klinikai dermális képalkotó technikát alkalmazott kollagénre. A kollagénrostok, a hosszú és vékony rostok textúrájának javulása egy öregedésgátló termékkel végzett kezelés után (a kezeletlen bőr sűrű és rövid töredezett kollagénrostjaihoz képest) jelzi a hatásmódját szerkezeti szinten. Az RCM felbontás elég magas volt ahhoz, hogy a fibroblaszt sejteket, a bőr kollagénszintézis-gyárát is befogja. A fibroblasztok köré tekert kollagénrostok lehetnek az újonnan szintetizált kollagénrostok, mivel átmérője vékonyabb, mint a környező kollagénrostok és kötegeik (4. ábra). A randomizált RCM-képek ConfoScan® elemzése alapján arra a következtetésre juthatunk, hogy a kezeletlen bőrben sokkal magasabb a töredezett kollagén index, mint a kezelt bőrön. Bár az RCM-felvételeken a kollagénrostok párhuzamos elrendezését láthatjuk a teszttermékkel végzett kezelés után, ez nem vonható le, hacsak nem számítjuk ki az izotrópia/anizotropia arányt, ami túlmutat a jelen kutatás keretein. Azonban az AFM ultranagy felbontása nanoméretű szinten a kollagén igazodásának bizonyítékát mutatja az egyes fibrillák szintjén. Az RCM és az AFM képek közötti pozitív korreláció alapján a kollagénrostok párhuzamos elrendezésében (kezeletlen vs. kezelt), nagy a valószínűsége annak, hogy az öregedésgátló termék rendelkezik az állítólagos kollagén-reorganizációs tulajdonsággal. A jövőbeli kutatások érdekében a vizsgálatot ugyanazon folt (kollagénrostok) időbeli megfigyelésére kell elvégezni (longitudinális vizsgálat) a vizsgált termékkel végzett kezelés előtt és után, hogy megvizsgálják, vajon a meglévő kollagén vagy az újonnan szintetizált kollagénrostok egymáshoz igazodása okoz-e igazodóbb. Egy ilyen longitudinális vizsgálat azonban megköveteli az RCM és az AFM eszközök integrációját az élő szöveti képalkotási képességhez és az időzített képalkotáshoz a kollagén-átalakítás valós idejű változásainak rögzítéséhez.

5 KÖVETKEZTETÉSEK

A koncepciót bizonyító tanulmányból származó kutatási eredményeink alapján arra a következtetésre juthatunk, hogy az AFM, az RCM és a hisztokémiai képalkotó technikák alkalmasak a kollagén szerveződésének változásainak nyomon követésére nano-, mikro- és makroléptékben. Az AFM és az RCM képek a kollagén összehangolását mutatják nano- és mikroléptékben a teszttermékkel való kezelés után. A randomizált RCM és hisztokémiai képek szabadalmaztatott képfeldolgozási módszerekkel végzett elemzése továbbá azt jelzi, hogy a bőrön a teszttermékkel való kezelés után kisebb a kollagén fragmentációja és nagyobb a kollagén sűrűsége, mint a kezeletlen. Bár némi erőfeszítést tettek a képfeldolgozó algoritmusok kifejlesztésére és validálására3,5,6,12–14,16,17, további kutatásokra van szükség ebben az irányban az adatvezérelt preklinikai és klinikai kutatási és diagnosztikai döntések meghozatalához. Holisztikus megközelítésünk, amely szerint nagy felbontású és nagy tartalmú képalkotási technikákat alkalmazunk erőteljes és robusztus képfeldolgozó algoritmusokkal és szoftverekkel kombinálva, egy lépés ebbe az irányba.

Bár ennek a kutatásnak a hatóköre a kollagén szervezetének vizsgálatára korlátozódott egy ex vivo emberi bőrbiopszián végzett öregedésgátló teszttermékre adott válaszként, ezek a képalkotó technikák hatással vannak az ECM-remodelling monitorozására és számszerűsítésére, amely a normál fejlődés jellemzője. sebgyógyulás, valamint kulcsfontosságú marker az életveszélyes állapotok, például a fibrózis és a rák patofiziológiájában, amelyek az ECM kontrollálatlan átalakulásából erednek.2

ÖSSZEFÉRHETETLENSÉG

A szerzők kijelentik, hogy semmilyen összeférhetetlenség nem sérti a közölt kutatás pártatlanságát.

IRODALOM

1. Shin JW, Kwon SH, Choi JY, Na JI, Choi HR, Park KC. A bőröregedés molekuláris mechanizmusai és az öregedésgátló megközelítések. Int J Mol Sci. 2019;20(9):2126.

2. Cox TR, Erler JT. Az extracelluláris mátrix átalakítása és homeosztázisa: A fibrotikus betegségek és a rák következményei. Dis Model Mech. 2011;4(2):165–78

3. Pittet JC, Freis O, Vazquez-Duchene MD, Perie G, Pauly G. Evaluation of elastin/collagen content in human dermis in vivo by multiphoton tomography-variation with deep and correlation with aging. Kozmetikumok. 2014;1(3):211–21

4. Longo C, Casari A, Beretti F, Cesinaro AM, Pellacani G. Bőröregedés: Az epidermális és dermális változások mikroszkópos értékelése konfokális mikroszkóppal. J Am Acad Dermatol. 2013;68(3):e73–82.

5. Yamazaki K, Li E, Miyazawa A, Kobayashi M. Multi-contrast Jones mátrix optikai koherencia tomográfiával végzett többszörös optikai tulajdonságok és ráncok morfológiájának mélyreható vizsgálata szem-sarok területeken. Skin Res Technol. 2020;27(3):435–443.

6. Yow AP, Cheng J, Li A, Srivastava R, Liu J, Wong DWK et al. Automatizált in vivo 3D nagyfelbontású optikai koherencia tomográfia bőrrendszer. Annual Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc. 2016;2016:3895–8

7. Ruini C, Schuh S, Sattler E, Welzel J. Line-field konfokális optikai koherencia tomográfia-gyakorlati alkalmazások a bőrgyógyászatban és összehasonlítás bevett képalkotó módszerekkel. Skin Res Technol. 2021;27:340–52.

8. Tal S, Maresky HS, Bryan T, Ziv E, Klein D, Persitz A, et al.MRI arckozmetikai injekciós töltőanyagok kimutatásában. Head Face Med. 2016;12(1):27.

9. Mandava A, Ravuri PR, Konathan R. A bőrelváltozások nagy felbontású ultrahangos képalkotása. Indiai J Radiol Imaging. 2013;23(3):269–7.

10. Edwards SJ, Mavranesouli I, Osei-Assibey G, Marceniuk G, Wakefield V, Karner C. Vivascope 1500 and 3000 systems detecting and monitoring skin lesions: A systematic review and economic assessment. Egészségügyi Technológiai Értékelés. 2016; 20(58):1–260.

11. Ushiki T. Kollagén rostok, retikuláris rostok, rugalmas rostok. Átfogó megértés morfológiai szempontból. Arch Histol Cytol. 2002;65(2):109–26

12. Starborg T, Kalson NS., Lu Y, Mironov A, Cootes T, Holmes D és munkatársai. Transzmissziós elektronmikroszkópia és 3view(R) segítségével a kollagénszálak méretének és háromdimenziós szerveződésének meghatározására. Nat Protoc. 2013;8(7):1433–48.

13. Wegner KA, Keikhosravi A, Eliceiri AW, Vezina CM. A picosirius red fluoreszcenciája immunhisztokémiával multiplexelve a kollagén mennyiségi értékeléséhez a szövetmetszetekben. J Histochem. Cytochem. 2017;65(8):479–90.

14. Changoor A, Tran-Khanh N, Methot S, Garon M, Hurtig MB, Shive MS stb. Polarizált fénymikroszkópos módszer a kollagén szerveződésének pontos és megbízható osztályozására a porcjavításban. Osteoarthr Cartil. 2011;19(1):126–35.

15. Bernstein EF, Chen YQ, Kopp JB, Fisher L, Brown DB, Hahn PJ és munkatársai. A hosszú távú napozás megváltoztatja a papilláris dermisz kollagénjét. A napfénytől védett és fényöregedett bőr összehasonlítása Northern elemzéssel, immunhisztokémiai festéssel és konfokális lézeres pásztázó mikroszkóppal. J Am Acad Dermatol. 1996;34(2 pt 1):209–18.

16. Schuurmann M, Stecher MM, Paasch U, Simon JC, Grunewald S. Digitális festés értékelése ex-vivo konfokális lézeres pásztázó mikroszkópiához. JEADV. 2020;34(7):1496–9.

17. Gareau DS. Digitálisan festett multimodális konfokális mozaikok megvalósíthatósága a hisztopatológia szimulálására. J Biomed Opt. 2009;14(3):034050.

18. Zhang Y, Ingham B, Cheong S, Ariotti N, Tilley RD, Naffa R és mások. Valós idejű Synchrotron kis szögű röntgenszórási vizsgálatok a kollagén szerkezetéről a bőrfeldolgozás során. Ind Eng Chem Res. 2018;57(1):63–9.

19. Képtől információig: Képfeldolgozás a bőrgyógyászatban és a bőrbiológiában. In: Hamblin, M., Avci, P., Gupta, G., szerkesztők. Imaging in dermatology, 1st ed.Academic Press: Amsterdam, Netherland; 2016. p. 519–35.

20. Schneider SL, Kohli I, Hamzavi IH, Council ML, Rossi AM, Ozog DM. Feltörekvő képalkotó technológiák a bőrgyógyászatban, II. rész: Alkalmazások és korlátok. J Am Acad Dermatol. 2019;80(4):1121–31.

21. Guida S, Pellacani G, Ciardo S, Longo C. Reflectance microscopy imaging of aging skin and skin cancer. Dermatol Prac koncepció. 2021;11(3):2021068.

22. Wang H, Shyr T, Fevola MJ, Cula GO, Stamatas GN. Az emberi bőr dermális mátrixának életkorral összefüggő morfológiai változásait in vivo dokumentálták multifoton mikroszkóppal. J Biomed Opt. 2018;23(3):1–4.

23. Jones RR, Castelletto V, Connon CJ, Hamley IW. Az amfifil C16-KTTKS peptid kollagénstimuláló hatása humán fibroblasztokra. Mol Pharm. 2013;10(3):1063–9.

24. Gorouhi F, Maibach HI. A helyi peptidek szerepe az öregedő bőr megelőzésében vagy kezelésében. Int. J. Cosmet Sci. 2009;31(5):327–45.

25. Shinde AV, Humeres C, Frangogiannis NG. Az a-simaizom aktin szerepe a fibroblasztok által közvetített mátrix kontrakcióban és remodellingben. Biochim Biophys Acta. 2017;1863(1):298–309.

26. Hinz B, Coletta G, Tomasek JJ, Gabbiani G, Chaponnier C. Az alfa simaizom aktin expressziója upregulates fibroblast kontraktilis aktivitást. Mol Biol Cell. 2001;12(9):2730–41.

27. Valcourt U, Alcaraz LB, Exposito JY, Lethias C, Bartholin L. Tenascin-X: Beyond the architectural function. Cell Adh Migr. 2015;9(1–2):154–65.

28. Egging D, van den Berkmortel F, Taylor G, Bristow G, Schalkwijk J. Interactions of human tenascin-X domains with dermal extracellular matrix molecules. Arch Dermatol Res. 2007;298(8):389–96.

29. Minamitani T, Ikuta T, Saito Y, Takebe G, Sato M, Sawa H és társai. A kollagén fibrillogenezisének modulálása tenascin-X és VI típusú kollagén által. Exp Cell Res. 2004;298(1):305–15

SEGÍTŐ INFORMÁCIÓ

További támogató információk találhatók a cikk online változatában a kiadó webhelyén.

【További információ:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】