このプロトコルは、マウスにおける紫外線B曝露の全身的および局所的な皮膚への影響の研究を説明しています。
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このプロトコルは、マウスにおける紫外線B曝露の全身的および局所的な皮膚への影響の研究を説明しています。
紫外線 B (UVB) 放射 (280-320 nm) は 1928 年以来発がん性物質として認識されており、日光への曝露を最小限に抑えています。しかし、疫学研究では、日光への曝露は平均余命の延長、心血管疾患や結腸がんや子宮内膜がんなどの特定のがんの発生率の低下と相関していることが示唆されています。UVB への曝露は肝臓の代謝にも影響を与え、肝細胞の脂肪毒性から保護し、代謝の健康に影響を与えます。これらの効果は部分的にはビタミンDの合成によるものですが、一部はビタミンDに依存しません。さらに、UVB による光線療法には免疫調節特性があり、全身免疫系にも影響を与えると同時に、白斑や乾癬などの皮膚疾患の治療に使用されます。UVB の広範な生理学的効果を考えると、これらの効果のほとんど背後にあるメカニズムを理解するにはギャップがあります。私たちは、皮膚脂肪細胞からのグレリン分泌の増加により、毎日の低レベルのUVB曝露は雄マウスの食物探索行動を増強するが、雌マウスでは増強しないことを示しました。女性では、エストロゲンは脂肪細胞の p53 活性を阻害し、グレリンの上昇をブロックし、UVB 放射に対する性依存的な反応を示します。さらに、表皮ケラチノサイトにおける UVB 誘発性 p53 活性化は視床下部-下垂体-性腺軸を活性化し、性行動と卵巣の生殖能力促進を誘発します。この論文では、C57BL/6Jマウスモデルを使用して、低UVB放射の局所的および全身的な影響を研究するためのプロトコルの概要を説明します。重要な要素には、UVB 線量の正確な校正、住宅の状態、一貫した曝露を確保するための慎重な脱毛が含まれます。マウスは、健康状態と行動の変化を監視しながら、数週間にわたって段階的なUVB曝露体制にさらされます。色素沈着測定による放射線効率の検証方法も詳しく説明します。このプロトコルは、UVB 線量の校正、厳格な動物ケア、方法論的管理を重視することで、UVB 曝露の包括的な影響の研究を促進し、その治療上の利点とリスクの微妙な理解に貢献します。
地表に到達する太陽放射の周波数には、紫外線 (UV)、UVA 放射 (320-400 nm)、および UVB 放射 (280-320 nm) が含まれます。UVBは突然変異誘導物質です。紫外線は1928年に発がん性物質として認識され1、1900年代半ばからは、皮膚がんを回避するための予防策として日光への曝露を減らすことが推奨されました2。UVB は明らかに皮膚がんの環境的引き金ですが、過去 10 年間の研究3 と私たちのグループ 4,5,6 による最近の研究では、UVB が生理学的システムに広範な影響を与えることが示されています。20年以上追跡された女性のコホートを対象とした研究では、太陽を避けなかった女性の平均余命は、太陽を避けた女性と比較して2年長かったことが明らかになりました。追加の研究では、日光への曝露が心血管疾患および全死亡率の減少と相関していることが実証されました 8,9,10。日光と結腸がんおよび子宮内膜がんとの間にも逆相関が報告されています8。UVB 曝露はまた、肝臓の代謝を誘導し11、肝細胞の脂肪毒性や代謝性疾患から保護し、エンドルフィンや性関連行動にプラスの効果をもたらします 3,6。これらの一連の証拠は、日光への曝露を避けることが人間の健康に及ぼす悪影響を示しています。日光への曝露の有益な効果は、主にビタミンD産生の誘導に起因していますが、日光の健康上の利点の少なくとも一部はビタミンDレベルとは無関係です4,6,12
皮膚は体の最大の器官であり、環境ストレス要因に対する防御の第一線です。皮膚の表皮層と真皮層は、未分化の自己複製ケラチノサイトとメラノサイト10で構成される基底表皮層によって分離されています。終末分化の段階の増加段階にあるケラチノサイトは、表皮の上部層に見られます。真皮には線維芽細胞と血管が含まれ、皮下組織は主に脂肪細胞で構成されています。アンドロゲン受容体や副腎質刺激ホルモン放出ホルモン受容体などのホルモンの複数の受容体が皮膚で発現しているため、皮膚は皮膚内分泌器官であり、ホルモンがパラクリンおよび自己分泌経路によって皮膚のプロセスに影響を与えることを示唆しています 13,14,15。皮膚はホルモンの生産者でもあります。ただし、いくつかの例外を除いて、皮膚でのホルモン産生と血中への放出は文書化されておらず、発現の引き金も知られていません(16のレビュー)。
UVB は皮膚疾患の治療の可能性を秘めていることが示されています。ソラレン-UVA および狭帯域 UVB 療法を含む光線療法は、全身性白斑の主な治療法です17。光線療法に対する反応は、治療開始後 6 か月で患者の 74%、12 か月で患者の 75% で発生しました18。白斑における光線療法の作用機序はよくわかっていません。その治療作用には、細胞周期動態に対する効果、サイトカイン発現の変化、メラノサイトへの影響、および免疫調節の組み合わせが含まれます。多くの研究で、皮膚免疫に対する光線療法の効果が調べられています 19,20,21;しかし、特に白斑の文脈では、全身的な影響はよく理解されていません。光線療法治療後に炎症誘発性サイトカインの減少と制御性T細胞の増加が研究で示された乾癬とは対照的に、白斑では、制御性T細胞の数はUV光線療法で減少しました21。
UVB は脳14,15、副腎22、卵巣 5,6、睾丸6、肝臓 11、リンパ節23 に影響を及ぼしますが、UVB が全身系を調節するメカニズムはほとんど知られていません。この研究プロトコルは、UVB 曝露の包括的な影響の研究を容易にする、UVB 曝露の全身的および局所的 (皮膚) の影響を研究するためのマウス モデルについて説明しています。UVBマウスモデルは、皮膚生理学、皮膚科、皮膚がん、特に黒色腫に広く関心を集めています。この方法の全体的な目標は、皮膚関連の科学研究課題に対する UVB マウス モデルを開発するためのシンプルかつ堅牢で効果的なプロトコルを提供することです。このプロトコルは、生理学的条件下での脱毛およびUVB曝露に関連する皮膚紅斑の課題を克服する方法を説明しており、皮膚に対するUVBの局所的および全身的な影響を研究するのに効果的です。
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記載されているすべての実験手順は、テルアビブ大学施設動物管理および使用委員会 (IACUC 許可: 01-20-043) のガイドラインに従って実行されました。
1. 実験のためのマウスの慣れ
2.マウスを収容する
3.髭剃りと脱毛
4. UVB曝露のセットアップ
5. UVB曝露
6. UVB曝露分析
注:マウスは、AVMAガイドラインに従ってCO2 窒息を使用して安楽死させました。
7.動物の世話
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この方法の論文では、UVB曝露マウスモデルを生成する詳細なステップバイステップの手順について言及しています。図1は、UVB曝露前の代表的なC57BL/6Jマウスの背側の剃毛領域を明確に示しており、背側領域の50%〜60%が剃られたことを示しています。シェービングプロトコルには皮膚紅斑の兆候は見られず、これは皮膚科の研究にとって最も重要です。図2は、プレキシガラスチャンバーに配置された分離されたUVB曝露チャンバー内のUVBランプを使用したマウスのUVB曝露のセットアップを示しています。このセットアップは私たちが社内で開発したもので、安価で効率的で、実験者に優しく、メンテナンスの手間がかかりません。図3は、4週間にわたるUVB曝露後の皮膚の色素沈着の段階的な増加によるUVB曝露の有効性の代表的な結果を示しています。マウスの皮膚色素沈着は、皮膚分光光度計を使用して測定されました。これらの代表的な結果は概念実証であり、免疫蛍光およびフォンタナ・マッソン染色によるUV...
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UVB は皮膚がんの環境危険因子として長い間認識されてきました。しかし、最近の研究では、より広範囲の UVB 効果が明らかになりました3。UVB の全身効果をより深く理解する研究が必要です。臨床現場と比較して基礎研究で使用される線量が異なるため、UVB 効果の理解が複雑になり、これらのギャップを埋める研究の重要性が強調されます。
ここで説明するC57BL / 6JマウスのUVB曝露プロトコルには、信頼性と再現性を確保するためのいくつかの重要なステップがあります。背側皮膚表面全体に均一な UVB 曝露を確保するには、正確なシェービングと脱毛が不可欠であり、UVB 投与量を徐々に増やすことで、急性の皮膚損傷を防ぎ、現実的な曝露シナリオを模倣します。色素沈着測定と皮膚生検による放射線効率の検証も、プロトコルのもう一つの強みです。これらの方法は、UVB 曝露の有効性を評価するために使用できる具体的で定量化可能なデータを提供します。このプロトコルは、UVB 放射の線量依存効果を...
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著者には利益相反はありません。
C.L.は、欧州連合のHorizon 2020研究およびイノベーションプログラマー(助成金契約番号726225)、I-CORE Gene Regulation in Complex Human Disease Center(第41/11号)、およびイスラエル科学財団(ISF、助成金129/13)に基づく欧州研究評議会からの助成金支援を認めています。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 消毒剤 | アミティインターナショナル | 該当なし | |
| 露光チャンバー | 自社製 | 該当なし | |
| 脱毛クリーム | ヴィート | 該当なし | |
| ヘアシェーバー | ハイニガー | 707-303 120V 米国 | |
| イソフルラン | ピラマル救命救急 | 該当なし | |
| イソフルラン系 | ケント・サイエンティフィック | VetFlo-1210S | |
| PBSの | シグマ・アルドリッチ | TMS-012 | |
| プレキシガラスチャンバー | 自社製 | 該当なし | |
| UVBランプ | 紫外線製品 | XXシリーズ - 15ワット | |
| UVX放射計 | 紫外線製品 | 97-0015-02 |
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