マウスモデルにおける創傷閉鎖速度を評価するためのデジタルプラニメトリー
2025年1月10日
創傷は世界的な健康課題です。この研究では、創傷測定のばらつきを最小限に抑えるために、デジタル面積測定を利用した標準化されたフォトブースを開発しました。マウスの創傷を14日間にわたってモニタリングしたところ、創傷面積と周囲が最初に増加し、その後徐々に閉鎖されることが明らかになりました。この方法論は、前臨床モデルにおける創傷閉鎖動態の評価に役立つ可能性があります。
私たちの研究は、一貫性と光の位置と距離を確保することにより、制御されたイメージングセットアップを使用した巨視的創傷測定の標準化に焦点を当てています。またはプロトコルは、変動を最小限に抑え、前臨床モデルでの創傷近接測定の通貨を改善することを目的としています。私たちは、顕微鏡的創傷測定における標準化の欠如に対処します。現在の方法論では、多くの場合、制御条件が欠如しており、データの一貫性が失われています。
当社のプロトコルは、均一な照明、位置決め、距離を確保し、確率を減らし、再現性を向上させる適用可能なセットアップを提供します。当社のプロトコルは、イメージング条件を標準化することにより、測定バイアスの一般的な原因を排除します。手動の方法とは異なり、実験間での一貫性が確保されるため、正確な比較が可能になり、創傷の面積と周辺測定のばらつきが減少します。
私たちの結果は、標準化された方法論を提供することにより、より正確で再現性のある創傷測定データを可能にします。これは、治療的介入と前臨床創傷研究を評価するための基礎です。まず、屋根の側端の内側にスロット付きアルミニウムプロファイルを固定します。
ポリエチレンを中心とする長方形のアルミニウム板を2枚、ルーフプロファイルの溝にセットして、両方のプロファイルをスライドさせます。両面テープを使用して、最初のパネルの下側の端に20センチメートルのRGB LEDチューブライトを45度の角度で取り付けます。次に、中央に7.82センチメートルの円形の切り欠きがある長方形のフォームボードパネルを各ルーフパネルに取り付けて、カメラレンズを取り付けます。
床工事の場合は、まず、40 x 40 cmの白いフォームボードの各コーナーから辺の長さが2.54センチメートルの正方形を切り取ります。この手順により、フォームボードが床面積のプロファイル内に適切に収まるようになります。角をトリミングした後、フォームボードを床面積のプロファイルの上に置きます。
フックとループファスナーストリップをアルミニウムプロファイルAおよびBに取り付けて、内部の写真ブース要素を簡単に操作できます。固定接着剤の留め具は、片側にある2つのフォーム段ボールの正方形の端から1センチメートルのところにあり、前面と背面の壁に配置します。シリコンを使用して、2つのパネルを側面CとDに接着して、左右の側面壁を形成します。
3Dプリントされたマスクを、40 x 28センチメートルの白いフォームボードの長方形のプレカットの端から11.5センチメートルのところに置き、マウスを吸入麻酔下で維持します。次に、参照ベースの中央に接着します。3Dプリントされた定規ブロックをマウスベースの左側から1センチメートルのところに固定して、デジタル画像処理の測定基準要素を収容します。
次に、15センチメートルのステンレス鋼の目盛り付き定規を定規ブロックに取り付け、画像スケーリングのためにキャビン内に完全な参照ベースを取り付けます。マウスに麻酔をかけた後、滅菌済みの5mm生検パンチを使用して、円を描くように圧力をかけ、肩甲骨レベルで皮膚表皮切開を行います。鋸歯状の鉗子でフラップを取り外し、虹彩先端ハサミでカットします。
宝石商の鉗子を使用して、直径1センチメートルの円形の皮膚フィルムを傷口に貼り、汚染と収縮を防ぎます。傷の画像を撮影するには、リファレンスベースをフォトブースの床の中央に配置します。次に、麻酔をかけたマウスをマウスプラットフォーム上の腹臥位に置きます。
フォトブースの正面壁を設置し、巨視的な画像を撮影します。作成したバックアップイメージを imagej で開くには、[ファイル]、[開く]、[検索] の順に移動します。次に、[開く] をクリックします。
次に、画像を最大化し、直線ツールを選択してから、プラスキーを使用してマウスの横にあるルーラーを拡大します。定規の画像に10ミリの直線を描きます。分析に移動し、スケールを設定します。
既知の距離として 10 を入力します。長さの単位をミリメートルに設定し、[OK] をクリックします。次に、長方形ツールを使用して、幅と高さが 150 の傷の周囲の領域を選択し、X 値と Y 値を記録します。
次に、長方形を右クリックして、[複製]を選択します。複製した画像に名前を付けて、Enterキーを押します。新しい画像で、プラスキーを 2 回押してズームインします。
画像をカラーチャネルに分割するには、[画像]、[タイプ]、および[RGBスタック]に移動します。赤チャンネルの画像で、画像を右クリックして[複製]を選択し、複製ウィンドウで[OK]を押します。次に、赤チャンネルの画像をクリックし、画像を選択し、調整し、しきい値を設定してセグメント化します。
[デフォルト] を選択し、[適用] をクリックしてしきい値処理を適用します。関心領域またはROIを修正して、完全な創傷カバレッジを確保し、セグメンテーションの歪みを回避します。対象エリアの周長を定義するには、[編集] を選択し、次に選択に移動して [選択セットの作成] を選択します。
その後、[編集]、[選択]の順に選択し、[マネージャーに追加]をクリックしてROIマネージャーに追加します。セグメンテーションを検証するには、ROI マネージャー ウィンドウを開き、確認する ROI を選択します。[その他]、[移動]の順にクリックし、記録されたX値とY値を入力して、[OK]を押します。
元の画像を最大化し、ROIマネージャーでROIを選択します。矢印キーを使用して、ROIが傷口と揃うまでROIを調整します。セグメンテーションが確認されたら、[分析] と [測定] を選択して創傷測定値を取得します。
創傷閉鎖率は、炎症過程により 2 日目に最初に 138.04% に増加し、その後減少して修復および硬化段階に向かって進行し、7 日目以降は一貫した閉鎖が観察されました。創傷縁の収縮距離は、炎症期に最初に増加しましたが、緩やかな創傷収縮を示すギルマンの方程式で示されるように、3日目以降に減少し始めました。
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概要
本研究では、創傷評価におけるばらつきを低減することを目的とした、肉眼的な創傷測定のための標準化されたフォトブースを提示します。制御された撮像条件を利用することで、本手法は前臨床モデルにおける創傷閉鎖測定の精度を向上させます。
研究の主要構成要素
科学分野
- 創傷治癒
- 前臨床モデル
- 測定の標準化
背景
- 創傷は、世界的な健康上の大きな課題となっています。
- 現在の手法は標準化されていないことが多く、データの不一致を招いています。
- 創傷測定におけるばらつきは、正確な比較を妨げる可能性があります。
- 撮像条件を標準化することで、再現性を向上させることができます。
研究目的
- 創傷測定のための制御されたイメージングセットアップを構築すること。
- 創傷面積および周囲長評価におけるばらつきを最小限に抑えること。
- 創傷閉鎖キネティクス評価の精度を向上させること。
使用方法
- 創傷イメージング用の標準化されたフォトブース。
- 一貫性を確保するための制御された照明およびポジショニング。
- 創傷面積および周囲を正確に測定するためのデジタルプランニメトリ。
- 14日間にわたるマウスの創傷治癒のモニタリング。
主な結果
- 初期段階で創傷面積および外周の増加が観察された。
- モニタリング期間を通じて、創傷の緩やかな閉鎖が認められた。
- 標準化された手法により、測定のばらつきが低減された。
- 創傷測定における再現性の向上が達成された。
結論
- 開発された手法は、創傷閉鎖キネティクスの評価に役立ちます。
- 標準化により、前臨床創傷研究の信頼性が向上します。
- 本アプローチは、創傷治癒プロセスのより深い理解に寄与する可能性があります。
よくある質問
産業界における重要性
マウスモデルにおける創傷閉鎖キネティクスのための標準化されたデジタルプランニメトリは、前臨床治療評価における再現性のある定量的評価という重要なニーズに応えるものです。測定のばらつきを最小限に抑えることで、このアプローチは初期段階の創傷治癒研究における予測の信頼性を高め、再生医療および皮膚科薬候補の堅牢なポートフォリオ選別をサポートします。本手法の再現性と定量的な厳格さは、トランスレーショナルリサーチおよび研究間の比較可能性のための基盤的な能力として位置づけられます。
バイオ医薬品研究開発における戦略的応用
初期探索およびターゲットバリデーション
- 創傷治癒モデルにおける治療仮説の定量的な検証を可能にします。
- 再現性のある創傷閉鎖指標を提供することで、生物学的なリスク低減をサポートします。
- 標準化された測定出力により、機能的なターゲットバリデーションを促進します。
- 創傷関連プログラムにおける初期のゴー/ノーゴー決定に対する予測信頼性を向上させます。
スクリーニングおよびアッセイ開発
- 化合物スクリーニングの後続工程に向けて、検証済みで再現性のある創傷モデルを作製します。
- アッセイ条件を標準化し、実験間のばらつきを低減します。
- 信頼性の高い化合物評価のため、面積と周囲長の定量データを生成します。
- 創傷治癒研究における拡張性とプラットフォームの再利用を可能にします。
トランスレーショナルおよび前臨床研究
- 前臨床段階の創傷閉鎖指標を、トランスレーショナルなバイオマーカー戦略と整合させます。
- 測定バイアスを最小限に抑えることで、創薬から前臨床検証までの連続性を確保します。
- 強固な定量データに基づき、リスク調整された開発推進の意思決定をサポートします。
- 創傷修復を標的とする候補治療薬について、メカニズムに基づいたリスク低減（デリスキング）を提供します。
パイプラインおよびワークフローの統合
このデジタルプランニメトリ（平面計測）のワークフローは、初期探索から前臨床検証までを統合し、創傷治癒ポートフォリオにおける仮説検証、アッセイ開発、およびトランスレーショナルリサーチを支援します。
- 探索生物学：創傷閉鎖のキネティクスおよびパスウェイの影響について、仮説に基づいた評価を可能にします。
- スクリーニング：アッセイの準備に向けて、再現性と定量性のある創傷面積および周囲長の測定を提供します。
- 分析：治療的介入を比較するための統計出力およびキネティックプロファイルを提供します。
- トランスレーショナルリサーチ：前臨床研究の結果を、創傷治癒のための臨床バイオマーカー戦略へと結びつけます。
- エンタープライズ再利用：創傷研究のための標準化され、再利用可能なイメージングおよび分析プラットフォームを確立します。
運用および企業への影響
- 科学的価値：創傷治癒モデルにおける予測の信頼性を高め、メカニズム的な曖昧さを低減します。
- 運用上の価値：前臨床段階の創傷評価における標準化、再現性、および拡張性を推進します。
- 戦略的価値：十分な情報に基づいたgo/no-go判断および資本効率の高いポートフォリオ管理を可能にします。
- ポートフォリオへの影響：リスク調整後の優先順位付けと、創傷治癒候補剤の開発推進をサポートします。
実施上の検討事項
- デジタルイメージング、セグメンテーション、および統計分析の専門知識が必要である。
- 制御された写真記録用インフラストラクチャと、検証済みのソフトウェアツール（例：ImageJ）が必要である。
- イメージングおよび測定プロトコルのチーム間での標準化が求められる。
- 適切なキャリブレーションを行うことで、さまざまな前臨床創傷モデルに適応可能である。
- 潜在的な制限として、モデル特有のばらつきや、一貫した麻酔およびポジショニングの必要性が挙げられる。
