En ny teknikk for Kvantitativ analyse av Håravfall i Mus Bruke gråtoner Analyse

Summary

Alopecia is a common form of hair loss which can occur in many different conditions, including as a side-effect of chemotherapy. We have developed a method to quantify hair loss in mice, utilizing a standard gel imager to perform a grayscale analysis, to facilitate study of promising new alopecia therapies.

Abstract

Alopecia er en vanlig form for hårtap som kan forekomme i mange forskjellige forhold, blant annet mannlig mønster Hårtap, polycystisk ovariesyndrom, og alopecia areata. Alopecia kan også oppstå som en bivirkning av kjemoterapi hos kreftpasienter. I denne studien var vårt mål å utvikle et konsistent og pålitelig metode for å kvantifisere hårtap hos mus, som vil tillate etterforskere å nøyaktig vurdere og sammenligne nye terapeutiske tilnærminger for disse ulike former for alopecia. Fremgangsmåten utnytter en standard gel sensoren for å innhente og behandle bilder av mus, måling av lysabsorpsjon, som oppstår i grove forhold til mengden av svart (eller grå) håret på mus. Data som er kvantifisert i denne mote kan deretter bli analysert ved hjelp av standard statistiske teknikker (dvs. ANOVA, T-test). Denne metoden ble testet i mus modeller av kjemoterapi-indusert alopeci, alopecia areata og alopecia fra voksing. I denne rapporten er detaljert protokoll presented for å utføre slike målinger, herunder validering av data fra C57BL / 6 og C3H / HeJ stammer av mus. Denne nye teknikk gir en rekke fordeler, inkludert relative enkelhet av søknaden, avhengighet av utstyr som er lett tilgjengelig i de fleste forskningslaboratorier, og påføring av en objektiv, kvantitativ vurdering som er mer robust enn subjektive vurderinger. Forbedringer i kvantifisering av hårvekst hos mus vil forbedre studie av alopecia modeller og lette evaluering av lovende nye behandlingsformer i prekliniske studier.

Introduction

Alopecia (hårtap) kan være en psykologisk og følelsesmessig belastende hendelse med flere årsaker. Hann-mønster baldness er den vanligste årsaken til alopecia, påvirker omtrent to tredjedeler av menn ved alder 35 ^1. Et lignende mønster av håravfall kan observeres hos kvinner med polycystisk ovariesyndrom. I begge disse lidelsene, er håravfall androgen formidlet. Alopecia kan også oppstå som en autoimmun sykdom, alopecia areata, som rammer 1,7% av befolkningen ^2. Alopecia kan oppstå som en bivirkning av noen medisinske behandlinger, for eksempel cellegift ^tre. En høy prosentandel (65-85%) av kjemoterapi pasienter opplever en viss grad av alopecia ^4,5. De psykologiske konsekvensene av hårtap har blitt godt studert i kjemoterapi innstillingen. Cytostatikaindusert alopecia kan resultere i angst, depresjon, negativt kroppsbilde, senket selvfølelse og en redusert følelse av velvære ^6,7. En høy percentage (47-58%) av kvinnelige kreftpasienter vurdere hårtap å være den mest traumatiske aspektet av kjemoterapi, og opp til 8% nedgang behandling av frykt for hårtap ^4,6. Det er også bevis i androgen alopeci å støtte terapi for å redusere psykologiske og enda medisinske konsekvensene av hårtap ^8,9. Likeledes har alopecia areata blitt rapportert å ha alvorlige psykiske konsekvenser ^to, og usammenhengende natur Hårtap kan føre til en mer ubehagelig kosmetisk resultat enn de fleste andre årsaker til håravfall.

Mens legemidler med milde anti-androgene effekter (dvs. spironolakton) hadde blitt brukt med begrenset suksess som terapi for alopecia, den første effektive medisiner mot alopecia var minoxidil ^10. Dette antihypertensive har en observert bivirkning av forårsaker hårveksten, og brukes nå som lokal terapi for mange former for alopecia. Men svarene er ofte ufullstendige, med enkelte fag viser bare treging av hår tap heller enn faktiske gjenvekst ^10. Finasteride er en konkurransedyktig antagonist til type II 5α-reduktase som blokkerer omdannelsen av testosteron til dihydrotestosteron, noe som resulterer i forbedringer i androgen alopeci på bekostning av delvis systemisk androgen blokade. Responsrater med langsiktige (10 år) terapi er rundt 50% ^11. Samlet, til tross for betydelig forskning på dette området, er det fortsatt ingen adekvat behandling for hårtap.

I flere tiår har forskere og klinikere undersøkt metoder for å måle hodehårvekst i kliniske studier. Med utvikling av legemidler som behandler alopecia, har det vært et større behov for pålitelige, økonomiske og minimal invasiv måte å måle hårvekst og spesielt respons på behandling. Bildeanalyse-teknologi for en nøyaktig kvantifisering av hår tetthet hos pasienter med hårtap lidelser ga konsistente og gyldige resultater i det siste ved hjelp av en rekke techniques, inkludert analyse av digitaliserte bildene ^12, bildeanalyse av individuelle hår og hud lesjoner ^13, og mikroskopisk skanning for å kvantifisere håret masse i et definert skalp region ^14.

Dessverre, mens de ovennevnte metoder har gitt bedre for vurdering av effekt for hår vekstfremmende tiltak i kliniske studier, disse metodene har ikke blitt brukt på gnagere i prekliniske undersøkelser. Vårt mål er å utvikle et konsistent og pålitelig metode for å kvantifisere hårtap hos mus, som vil tillate etterforskere til mer nøyaktig vurdere og sammenligne nye terapeutiske tilnærminger for ulike former for alopecia. Vi har utviklet en metode ved hjelp av utstyret er lett tilgjengelig i de fleste laboratorier som vil tillate hurtig og pålitelig kvantifisering av hår densiteten i mus med brun eller sort hår. Denne metodikken har blitt testet i mus modeller av kjemoterapi-indusert alopeci, alopecia areata, og alopecia fra waxing. En detaljert protokoll er presentert for å utføre slike målinger, herunder validering av data fra C57BL / 6 og C3H / HeJ stammer av mus. Da denne teknikken er avhengig av deteksjon av lys absorpsjon fra pigmenter i hårskaftet, kan den ikke brukes til å detektere hårvekst i hvite mus eller albino mus.

Protocol

Etikk Uttalelse: Alle studier som involverer dyr må godkjennes av IACUC av institusjonen (for data som følger, ble protokoller godkjent av Montefiore IACUC, protokoll # 11-6-240 og # 13-7-100). Dyr er gitt lys anestesi som angitt for det formål å holde dem fortsatt under fotografering, det er ingen smertefulle prosedyrer som kreves for denne protokollen. 1. Kjøp av Photographs Sett fokus og synsfelt for gel imager bruker papir med trykt tekst. Verifisere ensartethet av lyskil…

Representative Results

Denne teknikken ble validert ved hjelp C3H / HeJ innpodet mus, musemodell av alopecia areata 16. Disse dyrene utvikle global hårtap som utvikler seg gradvis over tid. Men skjer det hårtap i patcher, og kan variere fra ett muse til den neste, innføre betydelig variabilitet og hindrer kvalitative vurderinger. Denne modellen gitt en mulighet til å teste sammenhenger mellom målinger av optisk tetthet på forskjellige steder på musen som en vurdering av gyldigheten. Det første s…

Discussion

I denne rapporten en detaljert beskrivelse er gitt av en ny teknikk for kvantifisering av håravfall hos gnagere. Denne teknikken benytter en gel imager for bildeopptak og analyse, utstyr som er lett tilgjengelig i de fleste laboratorier. Målingene har vist seg å være robust overfor små variasjoner i teknikk (Tall 4-5), og er godt korrelert til graden av visuell hårtap i behandlingsmodeller (figur 6). Disse teknikkene har blitt ansatt i evaluering av eksperimentelle behandlingsform…

Materials

Name of Material/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
KODAK Gel Logic 100 Imaging System	Eastman Kodak Company, Rochester, NY, USA		Gel imager for obtaining and analyzing photographs, must have built in light source for reflective photography.
The Kodak/Tiffen Q-13 Gray Scale	Imatest, http://www.imatest.com/docs/q13/		Greyscale standard
C57BL/6J Mice	Jackson Laboratories, Bar Harbor, Maine		Mice for representative study
C3H/HeJ engrafted mouse	Jackson Laboratories, Bar Harbor, Maine		Mice for representative study