הפרוטוקול מתאר מחקר של השפעות העור המערכתיות והמקומיות של חשיפה לאולטרה סגול B בעכברים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
הפרוטוקול מתאר מחקר של השפעות העור המערכתיות והמקומיות של חשיפה לאולטרה סגול B בעכברים.
קרינה אולטרה סגולה B (UVB) (280-320 ננומטר) מוכרת כמסרטן מאז 1928, מה שמוביל למזעור החשיפה לשמש. עם זאת, מחקרים אפידמיולוגיים מצביעים על כך שחשיפה לשמש קשורה לעלייה בתוחלת החיים ולהפחתת השכיחות של מחלות לב וכלי דם וסוגי סרטן מסוימים כגון סרטן המעי הגס ורירית הרחם. חשיפה ל-UVB משפיעה גם על חילוף החומרים בכבד, מגנה מפני רעילות ליפוטוקסית בכבד ומשפיעה על הבריאות המטבולית. ההשפעות הללו נובעות בחלקן מייצור ויטמין D, אם כי חלקן אינן תלויות בוויטמין D. יתרה מכך, לפוטותרפיה עם UVB יש תכונות אימונומודולטוריות ומשמשת לטיפול במצבי עור כמו ויטיליגו ופסוריאזיס תוך השפעה גם על מערכת החיסון המערכתית. בהתחשב בהשפעות הפיזיולוגיות הרחבות של UVB, ישנם פערים בהבנת המנגנון העומד מאחורי רוב ההשפעות הללו. הראינו שחשיפה יומית נמוכה ל-UVB משפרת את התנהגות חיפוש המזון בעכברים זכרים אך לא בנקבות עקב הפרשת גרלין מוגברת מאדיפוציטים בעור. אצל נקבות, אסטרוגן מעכב את פעילות ה-p53 של השומנים, חוסם את עליית הגרלין ומפגין תגובה תלוית מין לקרינת UVB. בנוסף, הפעלת p53 הנגרמת על ידי UVB בקרטינוציטים אפידרמיסיים מפעילה את ציר ההיפותלמוס-יותרת המוח-גונדל, וגורמת להתנהגות מינית ופרו-פוריות בשחלות. מאמר זה מתאר פרוטוקול לחקר השפעות מקומיות ומערכתיות של קרינת UVB נמוכה באמצעות מודל עכבר C57BL/6J. מרכיבי המפתח כוללים כיול מדויק של מינוני UVB, תנאי דיור והסרת שיער זהירה כדי להבטיח חשיפה עקבית. עכברים נתונים למשטר חשיפה מדורג ל-UVB במשך מספר שבועות, עם מעקב אחר שינויים בריאותיים והתנהגותיים. מפורטות גם שיטות לאימות יעילות הקרינה באמצעות מדידות פיגמנטציה. על ידי שימת דגש על כיול מינוני UVB, טיפול קפדני בבעלי חיים ובקרות מתודולוגיות, פרוטוקול זה יקל על חקר ההשפעות המקיפות של חשיפה ל-UVB, ויתרום להבנה ניואנסית של היתרונות והסיכונים הטיפוליים שלו.
תדרי קרינת השמש המגיעים לפני כדור הארץ כוללים קרינת אולטרה סגול (UV), קרינת UVA (320-400 ננומטר) וקרינת UVB (280-320 ננומטר). UVB הוא גורם למוטציות. UV הוכר כמסרטן בשנת 19281, ומאמצע המאה ה-20 הומלץ על הפחתת החשיפה לשמש כאמצעי זהירות למניעת סרטן העור2. למרות ש-UVB הוא בבירור טריגר סביבתי לסרטן העור, מחקר בעשור האחרון3 עם מחקרים עדכניים מקבוצה 4,5,6 שלנו הראו כי ל-UVB יש השפעות נרחבות על מערכות פיזיולוגיות. מחקר של עוקבה של נשים שעקבו אחריהן במשך 20 שנה גילה שתוחלת החיים הייתה גבוהה בשנתיים בנשים שלא נמנעו מהשמש בהשוואה לנשים שעשוזאת 7. מחקרים נוספים הראו כי חשיפה לשמש הייתה בקורלציה עם ירידה במחלות לב וכלי דם ותמותה כללית 8,9,10. כמו כן דווח על מתאמים הפוכים בין אור השמש לסרטן המעי הגס וסרטן רירית הרחם8. חשיפה ל-UVB גם גורמת לחילוף חומרים בכבד11, מגנה מפני רעילות ליפוטוקסית בכבד ומחלות מטבוליות, ויש לה השפעות חיוביות על אנדורפינים והתנהגויות הקשורות למין 3,6. קווי ראיות אלה מצביעים על ההשפעות המזיקות של הימנעות מחשיפה לשמש על בריאות האדם. ההשפעות המועילות של חשיפה לשמש מיוחסות בעיקר להשראת ייצור ויטמין D, עם זאת, לפחות חלק מהיתרונות הבריאותיים של אור השמש אינם תלויים ברמות ויטמין D 4,6,12
העור הוא האיבר הגדול ביותר בגוף, והוא קו ההגנה הראשון מפני גורמי לחץ סביבתיים. שכבות האפידרמיס והעור מופרדות על ידי שכבת אפידרמיס בסיסית המורכבת מקרטינוציטים ומלנוציטים לא מובחנים ומתחדשים מעצמם10. קרטינוציטים בשלבים הולכים וגדלים של התמיינות סופית נמצאים בשכבת האפידרמיס העליונה. הדרמיס כולל פיברובלסטים וכלי דם, וההיפודרמיס מורכב בעיקר מאדיפוציטים. העור הוא איבר דרמטו-אנדוקריני מכיוון שקולטנים מרובים של הורמונים, כגון קולטן אנדרוגן וקולטן הורמונים משחרר קורטיקוטרופין, באים לידי ביטוי בעור, מה שמרמז על כך שהורמונים משפיעים על תהליכים בעור על ידי מסלולים פרקריניים ואוטוקריניים 13,14,15. העור הוא גם יצרן של הורמונים. עם זאת, למעט כמה יוצאים מן הכלל, ייצור הורמונים בעור ושחרורם לדם לא תועד, וגם הטריגרים לביטוי אינם ידועים (סקירהב-16).
הוכח כי ל-UVB יש פוטנציאל טיפולי במחלות עור. פוטותרפיה, כולל פסורלן-UVA וטיפול ב-UVB צר פס, היא שיטת הטיפול העיקרית בויטיליגו כללי17. תגובה לפוטותרפיה התרחשה ב-74% מהמטופלים לאחר 6 חודשים וב-75% מהמטופלים לאחר 12 חודשים לאחר תחילת הטיפול18. מנגנון הפעולה של פוטותרפיה בוויטיליגו אינו מובן היטב. פעולתו הטיפולית כוללת שילוב של השפעות על קינטיקה של מחזור התא, שינויים בביטוי ציטוקינים, השפעות על מלנוציטים ואימונומודולציה. מחקרים רבים בחנו את ההשפעות של פוטותרפיה על חסינות העור 19,20,21; עם זאת, ההשפעות המערכתיות אינן מובנות היטב, במיוחד בהקשר של ויטיליגו. בניגוד לפסוריאזיס, שם מחקר הראה ירידה בציטוקינים פרו-דלקתיים ועלייה בתאי T רגולטוריים לאחר טיפול בפוטותרפיה, בויטיליגו, מספר תאי ה-T הרגולטוריים ירד עם פוטותרפיה UV21.
למרות של-UVB יש השפעות על המוח14,15, בלוטות יותרת הכליה22, שחלות 5,6, אשכים6, כבד11 ובלוטות לימפה23, המנגנונים שבאמצעותם UVB מווסת מערכות מערכתיות אינם ידועים ברובם. פרוטוקול מחקר זה מתאר מודל עכברי לחקר ההשפעות המערכתיות והמקומיות (עוריות) של חשיפה ל-UVB שיקל על חקר ההשפעות המקיפות של חשיפה ל-UVB. למודל עכברי UVB יש עניין נרחב בפיזיולוגיה של העור, דרמטולוגיה וסרטן העור, במיוחד מלנומה. המטרה הכוללת של שיטה זו היא לספק פרוטוקול פשוט אך חזק ויעיל לפיתוח מודל עכבר UVB לשאלות מחקר מדעיות הקשורות לעור. הפרוטוקול מתאר כיצד להתגבר על האתגרים של אריתמה בעור הקשורים להסרת שיער וחשיפה ל-UVB בתנאים פיזיולוגיים ויעיל בחקר ההשפעות המקומיות והמערכתיות של UVB על העור.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הליכי הניסוי שתוארו בוצעו בהתאם להנחיות הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים באוניברסיטת תל אביב (אישור IACUC: 01-20-043).
1. הרגלת העכברים לניסוי
2. שיכון העכברים
3. גילוח והסרת שיער
4. הגדרת חשיפה ל-UVB
5. חשיפת UVB
6. ניתוח חשיפה ל-UVB
הערה: עכברים הומתו באמצעות חנק CO2 על פי הנחיות AVMA.
7. טיפול בבעלי חיים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מאמר שיטה זה מזכיר את ההליך המפורט שלב אחר שלב של יצירת מודל העכבר החשוף ל-UVB. איור 1 מדגים בבירור את האזור המגולח של העכבר המייצג C57BL/6J בצד הגבי לפני החשיפה ל-UVB, ומדגים כי 50%-60% מהאזור הגבי היה מגולח. פרוטוקול הגילוח אינו מראה סימן לאריתמה של העור, שהיא בעלת חשיבות עליונה למחקרים דרמטולוגיים. איור 2 מציג את הגדרת החשיפה ל-UVB עבור העכברים באמצעות מנורות UVB בתא החשיפה המופרד ל-UVB הממוקם בתא זכוכית פרספקס. ההתקנה הזו היא משהו שפיתחנו בתוך החברה, שהיא זו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
UVB מוכר זה מכבר כגורם סיכון סביבתי לסרטן העור; עם זאת, מחקרים אחרונים האירו ספקטרום רחב יותר של השפעות UVB3. יש צורך במחקרים המספקים הבנה מעמיקה יותר של ההשפעות המערכתיות של UVB. המינונים השונים המשמשים במחקר בסיסי בהשוואה למסגרות קליניות מסבכים את הבנתנו את השפעות ה-UVB, ומדגישים את החשיבות של מחקר המגשר על פערים אלה.
הפרוטוקול לחשיפת UVB של עכברי C57BL/6J המתואר כאן כולל מספר שלבים קריטיים המבטיחים אמינות ושחזור. גילוח מדויק והסרת שי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי אינטרסים.
C.L. מודה על תמיכת מענק ממועצת המחקר האירופית במסגרת מתכנת המחקר והחדשנות Horizon 2020 של האיחוד האירופי (הסכם מענק מס' 726225), המרכז לרגולציה גנטית במחלות אנושיות מורכבות I-CORE (מס' 41/11) והקרן הלאומית למדע (ISF; מענק 129/13).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| חומר חיטוי | אמיטי אינטרנשיונל | לא ישים | |
| תא חשיפה | תוצרת הבית | לא ישים | |
| קרם להסרת שיער | Veet | לא ישים | |
| מכונת גילוח לשיער | הייניגר | 707-303 120 וולט ארה"ב | |
| איזופלורן | טיפול נמרץ בפיראמל | לא ישים | |
| מערכת איזופלורן | קנט סיינטיפיק | VetFlo-1210S | |
| PBS | סיגמא אולדריץ' | TMS-012 | |
| תא זכוכית פרספקס | תוצרת הבית | לא ישים | |
| מנורת UVB | מוצרים אולטרה סגולים | סדרת XX - 15 וואט | |
| רדיומטר UVX | מוצרים אולטרה סגולים | 97-0015-02 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.