يصف البروتوكول دراسة للتأثيرات الجلدية الجهازية والمحلية للتعرض للأشعة فوق البنفسجية B في الفئران.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
يصف البروتوكول دراسة للتأثيرات الجلدية الجهازية والمحلية للتعرض للأشعة فوق البنفسجية B في الفئران.
تم التعرف على الأشعة فوق البنفسجية B (280-320 نانومتر) كمادة مسرطنة منذ عام 1928 ، مما يؤدي إلى تقليل التعرض لأشعة الشمس. ومع ذلك ، تشير الدراسات الوبائية إلى أن التعرض لأشعة الشمس يرتبط بزيادة متوسط العمر المتوقع وانخفاض الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية وبعض أنواع السرطان مثل سرطان القولون وبطانة الرحم. يؤثر التعرض للأشعة فوق البنفسجية أيضا على عملية التمثيل الغذائي في الكبد ، ويحمي من السمية الدهنية في الخلايا الكبدية ، ويؤثر على صحة التمثيل الغذائي. ترجع هذه التأثيرات جزئيا إلى تخليق فيتامين (د) ، على الرغم من أن بعضها مستقل عن فيتامين (د). علاوة على ذلك ، فإن العلاج بالضوء باستخدام الأشعة فوق البنفسجية له خصائص مناعية ويستخدم لعلاج الأمراض الجلدية مثل البهاق والصدفية بينما يؤثر أيضا على جهاز المناعة الجهازي. بالنظر إلى التأثيرات الفسيولوجية الواسعة للأشعة فوق البنفسجية ، هناك فجوات في فهم الآلية الكامنة وراء معظم هذه التأثيرات. أظهرنا أن التعرض اليومي للأشعة فوق البنفسجية منخفضة المستوى يعزز سلوك البحث عن الطعام لدى ذكور الفئران ولكن ليس في الإناث بسبب زيادة إفراز الجريلين من الخلايا الشحمية الجلدية. في الإناث ، يثبط هرمون الاستروجين نشاط الخلايا الشحمية p53 ، مما يمنع ارتفاع هرمون الجريلين ويظهر استجابة تعتمد على الجنس لإشعاع الأشعة فوق البنفسجية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تنشيط p53 الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية في الخلايا الكيراتينية للبشرة ينشط محور ما تحت المهاد والغدة النخامية والغدد التناسلية ، مما يؤدي إلى السلوك الجنسي والمؤيدة للخصوبة في المبيض. توضح هذه الورقة بروتوكولا لدراسة التأثيرات المحلية والجهازية للإشعاع المنخفض للأشعة فوق البنفسجية باستخدام نموذج الماوس C57BL / 6J. تشمل العناصر الرئيسية المعايرة الدقيقة لجرعات الأشعة فوق البنفسجية ، وظروف السكن ، وإزالة الشعر بعناية لضمان التعرض المستمر. تخضع الفئران لنظام التعرض للأشعة فوق البنفسجية المتدرجة على مدى عدة أسابيع ، مع مراقبة التغيرات الصحية والسلوكية. كما تم تفصيل طرق التحقق من كفاءة الإشعاع من خلال قياسات التصبغ. من خلال التأكيد على معايرة جرعات الأشعة فوق البنفسجية ، والرعاية الصارمة للحيوانات ، والضوابط المنهجية ، سيسهل هذا البروتوكول دراسة الآثار الشاملة للتعرض للأشعة فوق البنفسجية ، مما يساهم في فهم دقيق لفوائده ومخاطره العلاجية.
تشمل ترددات الإشعاع الشمسي التي تصل إلى سطح الأرض الأشعة فوق البنفسجية (UV) والأشعة فوق البنفسجية (320-400 نانومتر) والأشعة فوق البنفسجية (280-320 نانومتر). الأشعة فوق البنفسجية هي محفز للطفرات. تم التعرف على الأشعة فوق البنفسجية كمادة مسرطنة في عام 19281 ، ومنذ منتصف القرن العشرين ، أوصى بتقليل التعرض لأشعة الشمس كإجراء احترازي لتجنب سرطانالجلد 2. على الرغم من أن الأشعة فوق البنفسجية هي من الواضح أن محفزا بيئيا لسرطان الجلد ، إلا أن الأبحاث في العقدالماضي 3 مع الدراسات الحديثة من مجموعتنا4،5،6 أظهرت أن الأشعة فوق البنفسجية لها تأثيرات واسعة على الأنظمة الفسيولوجية. كشفت دراسة أجريت على مجموعة من النساء تمت متابعتها على مدى 20 عاما أن متوسط العمر المتوقع كان أعلى بمقدار عامين لدى النساء اللواتي لم يتجنبن الشمس مقارنة بالنساء اللواتي تجنبن7. أظهرت دراسات إضافية أن التعرض لأشعة الشمس كان مرتبطا بانخفاض أمراض القلب والأوعية الدموية والوفيات الإجمالية8،9،10. كما تم الإبلاغ عن ارتباطات عكسية بين ضوء الشمس وسرطان القولون وسرطان بطانةالرحم 8. يؤدي التعرض للأشعة فوق البنفسجية أيضا إلى تحفيز عملية التمثيل الغذائي في الكبد11 ، ويحمي من السمية الدهنية للخلايا الكبدية وأمراض التمثيل الغذائي ، وله آثار إيجابية على الإندورفين والسلوكيات الجنسية3،6. تشير خطوط الأدلة هذه إلى الآثار الضارة لتجنب التعرض لأشعة الشمس على صحة الإنسان. تعزى الآثار المفيدة للتعرض لأشعة الشمس بشكل أساسي إلى تحريض إنتاج فيتامين (د) ، ومع ذلك ، فإن بعض الفوائد الصحية لأشعة الشمس على الأقل مستقلة عن مستويات فيتامين (د)4،6،12
الجلد هو أكبر عضو في الجسم ، وهو خط الدفاع الأول ضد الضغوطات البيئية. يتم فصل طبقات البشرة والجلد بطبقة بشرة قاعدية تتكون من الخلايا الكيراتينية والخلايا الصباغية غير المتمايزة والمتجددةذاتيا 10. تم العثور على الخلايا الكيراتينية في مراحل متزايدة من التمايز النهائي في طبقة البشرة العليا. تشمل الأدمة الخلايا الليفية والأوعية الدموية ، ويتكون تحت الجلد بشكل أساسي من الخلايا الشحمية. الجلد هو عضو جلدي غدد صماء حيث يتم التعبير عن مستقبلات متعددة للهرمونات ، مثل مستقبلات الأندروجين ومستقبلات الهرمونات المطلقة للكورتيكوتروبين ، في الجلد ، مما يشير إلى أن الهرمونات تؤثر على العمليات في الجلد عن طريق طرق الباراكرين والأوتوكرين13،14،15. الجلد هو أيضا منتج للهرمونات. ومع ذلك ، مع استثناءات قليلة ، لم يتم توثيق إنتاج الهرمونات في الجلد وإطلاقه في الدم ، كما أن محفزات التعبير غير معروفة (مراجعة في16).
ثبت أن الأشعة فوق البنفسجية ب لها إمكانات علاجية في الأمراض الجلدية. العلاج بالضوء ، بما في ذلك العلاج بالأشعة فوق البنفسجية الطويلة والعلاج بالأشعة فوق البنفسجية ضيقة النطاق ، هو طريقة العلاج الرئيسية للبهاقالمعمم 17. حدثت الاستجابة للعلاج بالضوء في 74٪ من المرضى في 6 أشهر و 75٪ من المرضى في 12 شهرا بعد بدء العلاج18. آلية عمل العلاج بالضوء في البهاق غير مفهومة جيدا. يتضمن عمله العلاجي مجموعة من التأثيرات على حركية دورة الخلية ، والتغيرات في التعبير عن السيتوكين ، والتأثيرات على الخلايا الصباغية ، والتعديل المناعي. فحصت العديد من الدراسات آثار العلاج بالضوء على مناعة الجلد19،20،21; ومع ذلك ، فإن الآثار الجهازية غير مفهومة جيدا ، خاصة في سياق البهاق. على عكس الصدفية ، حيث أظهرت دراسة انخفاضا في السيتوكينات المسببة للالتهابات وزيادة في الخلايا التائية التنظيمية بعد العلاج بالضوء ، في البهاق ، انخفض عدد الخلايا التائية التنظيمية مع العلاج بالضوء بالأشعة فوق البنفسجية21.
على الرغم من أن الأشعة فوق البنفسجية لها تأثيرات على الدماغ14،15 ، والغدد الكظرية22 ، والمبايض5،6 ، والخصيتين6 ، والكبد11 ، والغددالليمفاوية 23 ، إلا أن الآليات التي تعدل بها الأشعة فوق البنفسجية UVB الأنظمة الجهازية غير معروفة في الغالب. يصف بروتوكول البحث هذا نموذجا للفأر لدراسة التأثيرات الجهازية والمحلية (الجلدية) للتعرض للأشعة فوق البنفسجية التي من شأنها تسهيل دراسة الآثار الشاملة للتعرض للأشعة فوق البنفسجية. نموذج الفأر UVB له أهمية واسعة في فسيولوجيا الجلد والأمراض الجلدية وسرطان الجلد ، وخاصة الورم الميلانيني. الهدف العام من هذه الطريقة هو توفير بروتوكول بسيط ولكنه قوي وفعال لتطوير نموذج فأر UVB لأسئلة البحث العلمي المتعلقة بالجلد. يصف البروتوكول كيفية التغلب على تحديات حمامي الجلد المرتبطة بإزالة الشعر والتعرض للأشعة فوق البنفسجية في ظل الظروف الفسيولوجية وهو فعال في دراسة الآثار المحلية والجهازية للأشعة فوق البنفسجية على الجلد.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم تنفيذ جميع الإجراءات التجريبية الموصوفة وفقا لإرشادات اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام في جامعة تل أبيب (تصريح IACUC: 01-20-043).
1. اعتياد الفئران للتجربة
2. إسكان الفئران
3. الحلاقة وإزالة الشعر
4. إعداد التعرض للأشعة فوق البنفسجية
5. التعرض للأشعة فوق البنفسجية
6. تحليل التعرض للأشعة فوق البنفسجية
ملاحظة: تم القتل الرحيم للفئران باستخدام اختناق ثاني أكسيد الكربون2 وفقا لإرشادات AVMA.
7. رعاية
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تذكر ورقة الطريقة هذه الإجراء المفصل خطوة بخطوة لإنشاء نموذج الماوس المعرض للأشعة فوق البنفسجية. يوضح الشكل 1 بوضوح المنطقة المحلوقة للفأر التمثيلي C57BL / 6J على الجانب الظهري قبل التعرض للأشعة فوق البنفسجية ، مما يدل على حلق 50٪ -60٪ من المنطقة الظهرية. لا يظهر بروتوكول الحلاقة أي علامة على حمامي الجلد ، وهو أمر في غاية الأهمية للدراسات الجلدية. يوضح الشكل 2 إعداد التعرض للأشعة فوق البنفسجية للفئران باستخدام مصابيح الأشعة فوق البنفسجية في غرفة التعرض للأشعة فو...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
منذ فترة طويلة تم التعرف على الأشعة فوق البنفسجية كعامل خطر بيئي لسرطانات الجلد. ومع ذلك ، فقد أضاءت الدراسات الحديثة مجموعة أوسع من تأثيرات الأشعة فوق البنفسجية3. هناك حاجة لدراسات توفر فهما أعمق للتأثيرات الجهازية للأشعة فوق البنفسجية. تعقد الجرعات المختلفة المستخدمة في الأبحاث الأساسية مقارنة بالإعدادات السريرية فهمنا لتأثيرات الأشعة فوق البنفسجية ، مما يؤكد أهمية البحث الذي يسد هذه الفجوات.
يحتوي بروتوكول التعرض للأشعة فوق البنفسجية...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لا يوجد تضارب في المصالح بين المؤلفين.
تعترف C.L. بدعم المنحة من مجلس البحوث الأوروبي في إطار مبرمج البحث والابتكار Horizon 2020 التابع للاتحاد الأوروبي (اتفاقية المنحة رقم 726225) ، ومركز I-CORE لتنظيم الجينات في الأمراض البشرية المعقدة (رقم 41/11) ، ومؤسسة العلوم الإسرائيلية (ISF ؛ منحة 129/13).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| مطهر | أميتي الدولية | لا ينطبق | |
| غرفة التعرض | صنع في المنزل | لا ينطبق | |
| كريم إزالة الشعر | فيت | لا ينطبق | |
| ماكينة حلاقة الشعر | هاينيجر | 707-303 120 فولت الولايات المتحدة | |
| Isoflurane | بيرامال للرعاية الحرجة | لا ينطبق | |
| نظام الأيزوفلوران | كينت العلمية | فيتفلو -1210 إس | |
| برنامج تلفزيوني | سيجما ألدريتش | TMS-012 | |
| غرفة زجاجية شبكي | صنع في المنزل | لا ينطبق | |
| مصباح UVB | منتجات الأشعة فوق البنفسجية | سلسلة XX - 15 وات | |
| مقياس إشعاع UVX | منتجات الأشعة فوق البنفسجية | 97-0015-02 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.