Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

الحث الدوائية من الميلانين البشرة والحماية من حروق الشمس في نموذج انساني ماوس

Published: September 7, 2013 doi: 10.3791/50670
Automatic Translation
1,2, 1,3, 1,2, 1,2,3,4
1The Markey Cancer Center, University of Kentucky College of Medicine, 2Graduate Center for Toxicology, University of Kentucky College of Medicine, 3Department of Molecular and Biomedical Pharmacology, University of Kentucky College of Medicine, 4Department of Pediatrics, University of Kentucky College of Medicine

Summary

هو فعل البشرة الميلانين عن طريق التطبيق الموضعي للforskolin في نموذج الفئران حساسة للأشعة فوق البنفسجية الإنسان ذوي البشرة البيضاء. التلاعب الدوائية من مستويات المخيم في الجلد والبشرة سواد حماية بقوة ضد بوساطة الأشعة فوق البنفسجية التهاب (حروق الشمس) مقاسا الحد الأدنى للجرعة حمامي (MED) مقايسة.

Abstract

عدالة الجلد والحساسية للأشعة فوق البنفسجية وخطر الاصابة بسرطان الجلد عن ربط مع وظيفة الفسيولوجية من مستقبلات ميلانوكورتين 1، وهو يشير البروتين يقترن G-ق وجدت على سطح الخلايا الصباغية. Mc1r يحفز محلقة أدينيليل والإنتاج المخيم والتي، بدورها، يصل ينظم إنتاج الصباغية الميلانين في الجلد. من أجل دراسة الآليات التي Mc1r إشارات يحمي البشرة من الأشعة فوق البنفسجية الإصابة، تعتمد هذه الدراسة على نموذج الفأر مع "الجلد أنسنة" بناء على البشرة التعبير عن الخلايا الجذعية عامل (SCF). K14-SCF الفئران المعدلة وراثيا تحتفظ الخلايا الصباغية في البشرة، وبالتالي لديها القدرة على أن تودع الميلانين في البشرة. في هذا النموذج الحيواني، النوع البري نتائج الوضع Mc1r في ترسب قوية من الأسود الصباغ السوي (Eumelanin) والنمط الظاهري محمية الأشعة فوق البنفسجية. في المقابل، الحيوانات K14-SCF مع معيبة Mc1r يشير قدرة المعرض على تصبغ أحمر / شقراء، السوي (Eumelanin) القليل جدا في الجلد والنمط الظاهري حساسة للأشعة فوق البنفسجية. المنطق الذي ترسب السوي (Eumelanin) قد يتعزز من خلال وكلاء الموضعية التي تحاكي Mc1r الإشارات، وجدنا أن التطبيق المباشر لاستخراج forskolin على الجلد من الفئران ذوي البشرة البيضاء Mc1r معيبة أدى إلى تحريض قوية السوي (Eumelanin) وحماية للأشعة فوق البنفسجية 1. نحن هنا تصف طريقة لإعداد وتطبيق استخراج الجذر الطبيعية التي تحتوي على forskolin إلى K14-SCF الفئران ذوي البشرة البيضاء وتقرير طريقة لقياس حساسية للأشعة فوق البنفسجية من خلال تحديد الحد الأدنى من الجرعة حمامية (MED). باستخدام هذا النموذج الحيواني، فمن الممكن لدراسة كيفية تحريض البشرة المخيم والتصبغ في الجلد تؤثر على الاستجابات الفسيولوجية للتعرض للأشعة فوق البنفسجية.

Introduction

حدوث سرطان الجلد، الشكل الأكثر فتكا من سرطان الجلد، ازداد بشكل كبير خلال العقود القليلة الماضية في الولايات المتحدة، وخاصة بين الأفراد ذوي البشرة البيضاء. الأدلة الجزيئية وبائية قوية تورط الأشعة فوق البنفسجية كعامل البيئية المسببة الرئيسية 2-5. زيادة التعرض للأشعة فوق البنفسجية في شكل التعرض لأشعة الشمس واستخدام دباغة سرير من المرجح أن تكون مسؤولة عن جزء كبير من الزيادة في حالات سرطان الجلد 6-7. يبدو خطر سرطان الجلد مرتبط بشكل خاص مع حروق الشمس 8، وخاصة تلك في وقت مبكر من الحياة 9-10. ويرتبط خطر حروق الشمس، ليس فقط لجرعة وشدة التعرض للأشعة فوق البنفسجية، ولكن أيضا من العوامل الموروثة التي تؤثر على الاستجابة الجلدية للأشعة فوق البنفسجية. الجلد تصبغ هي واحدة من أهم العوامل المحددة للحساسية للأشعة فوق البنفسجية، خطر حروق الشمس ومخاطر الاصابة بالسرطان. يحدث سرطان الجلد حوالي عشرين مرة أكثر تواترا في الأشخاص ذوي البشرة الفاتحة مقارنة individua ذوي البشرة الداكنة11-13 ليرة سورية.

الميلانين، وهي الصبغة التي تنتجها الخلايا الصباغية في البشرة، هو المحدد الرئيسي للبشرة الجلد. الميلانين يأتي في نوعين رئيسيين: (1) السوي (Eumelanin)، والبني / أسود الصبغة الداكنة فعالية في امتصاص الطاقة من الأشعة فوق البنفسجية، و (2) pheomelanin، المحمر / شقراء أقل فعالية في منع تغلغل الأشعة فوق البنفسجية الفوتونات داخل الجلد الصباغ. لون البشرة، والحساسية للأشعة فوق البنفسجية ومخاطر سرطان الجلد وتحدد إلى حد كبير من المحتوى البشرة السوي (Eumelanin) 14-15. أكثر السوي (Eumelanin) في البشرة، يمكن للفوتونات الأشعة فوق البنفسجية أقل تخترق الجلد. بسبب المستويات المنخفضة من السوي (Eumelanin) فطرية، والأفراد ذوي البشرة البيضاء هم أكثر عرضة لتأثيرات حادة ومزمنة من الأشعة فوق البنفسجية 16-18.

تصبغ الجلد، وسرطان الجلد المخاطر والقدرة على "تان" بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية جميع ترتبط مع القدرة إشارة من مستقبلات ميلانوكورتين 1 (Mc1r)، وإلى جانب ق-G سبعة عبر الغشاء قurface مستقبلات الخلايا الصباغية على 19-22. عندما يربط Mc1r وما شابه ذلك يجند عالية تقارب المعقودة α الخلايا الصباغية هرمون تحفيز (α-MSH)، وهناك تفعيل محلقة أدينيليل وإنتاج رسول المعسكر الثاني 23. يتضمن الاستجابة الفسيولوجية الطبيعية من الجلد بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية إنتاج البشرة من α-MSH بواسطة الخلايا الكيراتينية 24-29. نحن وآخرون نفترض أن المستمدة القرنية α-MSH بربط Mc1r على الخلايا الصباغية البشروية، وبدء الإنتاج المصب من رسول الثانية المخيم من خلال تفعيل أدينيليل محلقة 30. مستويات المخيم السيطرة على العديد من جوانب التمايز للخلايا الصباغية، بما في ذلك مسارات البقاء على قيد الحياة، وإصلاح الحمض النووي والتوليف الصباغ. إشارات Mc1r ومخيم لحث بوضوح مستويات إنزيم الصباغ السوي (Eumelanin) والإنتاج. عندما Mc1r إشارات غير سليمة ومستويات المخيم الصباغية هي قوية، ويتم إنتاج السوي (Eumelanin) ويظلم الجلد. ومع ذلك، إذا Mc1r الإشارات المعيبة، ولا تزال مستويات منخفضة المخيم حشوية، ويتم إنتاج pheomelanin بدلا 1. التوليف السوي (Eumelanin) يمكن حفز عقاقيري بواسطة العوامل التي ترفع مستويات المخيم 1،14،31-35.

منذ البروتين Mc1r هو منظم رئيسي من خطر سرطان الجلد لدى البشر 36-46، ونحن مهتمون في الآليات التي تحمي الخلايا الصباغية Mc1r ضد الأشعة فوق البنفسجية التي يسببها السرطان. كأساس لدراساتنا، ولدت لدينا Mc1r المتغير الفئران المعدلة وراثيا على نموذج محض C57BL / 6 الخلفية الوراثية 1. في هذا النموذج، وقف عامل الخلية (SCF) يتم التعبير جوهري في البشرة القاعدية ويتم الاحتفاظ البشرة الخلايا الصباغية في الجلد بين الجريبات في جميع مراحل الحياة 47، وعلى النقيض من الفئران غير المعدلة وراثيا في الخلايا الصباغية التي لتوطين الأدمة في بصيلات الشعر. مع التحوير K14-SCF مسجلة، البشرة تصبح مصطبغة مع بخاصة مميزة الميلانين أصباغ الصباغسلالة من الحيوانات 1. الفئران K14-SCF على خلفية الوراثية C57BL / 6 مع نوع البرية Mc1r إشارات والجلد أسود كالفحم تتميز بمستويات عالية جدا من السوي (Eumelanin) الصباغ. وليس من المستغرب، وهذه الحيوانات هي شديدة المقاومة للأشعة فوق البنفسجية. في المقابل، المتطابقة وراثيا K14-SCF C57BL / 6 الحيوانات التي تؤوي غير نشط Mc1r متحولة لديهم تقريبا أي السوي (Eumelanin) في البشرة. بدلا من ذلك، هذه الحيوانات "التمديد" (Mc1r ه / ه) لديهم بشرة الجلد العادلة الناجمة عن ترسب صبغة pheomelanin (الشكل 1A) وأكثر من ذلك بكثير هي حساسة للأشعة فوق البنفسجية 48-49.

وقد ثبت أن مركبات دوائية مع الخصائص الكيميائية التي تسمح تغلغل داخل الجلد للحث على أكثر قدرة السوي (Eumelanin) في ملحق (Mc1r ه / ه) نموذج حيواني K14-SCF مباشرة عن طريق التلاعب مستويات المخيم في الخلايا الصباغية في الجلد البشرة. وقد upregulation الميلانين في هذا النموذج صeported عن طريق تفعيل أدينيليل محلقة 1 وكذلك تثبيط فسفودايستراز 4 35. في هذه المقالة، ونحن لشرح إعداد والتطبيق الموضعي للforskolin في ملحق (Mc1r ه / ه) الحيوانات K14-SCF النموذج الذي حساسة للأشعة فوق البنفسجية الإنسان ذوي البشرة البيضاء. وتبين لنا أن تطبيق مرتين يوميا من العقار يعزز تسارع التصبغ، هو أن سواد الجلد بسبب ترسب الميلانين صبغة البشرة والبشرة التي يسببها الميلانين يحمي من الأشعة فوق البنفسجية التي يسببها حروق الشمس من خلال قياس "جرعة الحد الأدنى من حمامي" (MED) 48.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. إعداد Forskolin للإدارة موضعي من استخراج الجذر الخام من Plectranthus barbatus (Cohleus فورسكوهلي) النباتية

  1. يتبع بروتوكولات للتجارب الفئران المبادئ التوجيهية للسلوك الأخلاقي في رعاية واستخدام الحيوانات وتمت الموافقة من قبل اللجنة المؤسسية رعاية الحيوان واستخدام في جامعة كنتاكي (بروتوكول 00768M2004 #). يتم استخراج الجذر حتى في الوزن 40٪ / وحدة التخزين في قاعدة جلدية قياسية من الايثانول 70٪، 30٪ بروبيلين غليكول.
  2. تزن 200 غرام من forskolin الخام استخراج الجذر وتحويلها إلى دورق. لجعل 500 مل من 40٪ (ث / ت) الحل، في resuspend 200 غرام من forskolin الخام استخراج الجذر بإضافة معظم ولكن ليس كل من حجم السيارة (الايثانول 70٪، و 30٪ البروبيلين غليكول) وتقديم حل ل تقريبا 450 مل.
  3. يحرك المزيج لمدة ساعة في درجة حرارة الغرفة. فإن الحل يكون لزج نوعا ما وربما تتطلب التحريض دليل على "رفع" استخراج إلى حل قبلشريط ضجة غير قادرة على تولي المسؤولية.
  4. بعد ساعة من التحريك، صب الخليط في الاسطوانة وتحقيق وحدة التخزين إلى 500 مل باستخدام السيارة التي استخدمت ل"التشطيف" الكأس التي تم استخدامها لتحريك الطين (لتحقيق أقصى قدر من الانتعاش forskolin من الدورق) .
  5. نقل الطين إلى 50 مل أنابيب البولي بروبلين الطرد المركزي. الطرد المركزي (1،500 x ج، درجة حرارة الغرفة، 15 دقيقة) باستخدام جهاز للطرد المركزي فوق المنضدة. عند هذه النقطة، فإن المواد غير القابلة للذوبان يكون ضغط إلى حد ما، مما يسمح طاف أن سكب بسهولة.
  6. تحديد الحل عبر غشاء خلات السليلوز 0.22 ميكرون لإزالة المواد غير القابلة للذوبان أي المتبقية من استخراج. ونحن نستخدم نظام زجاجة أعلى مصممة للثقافة الخلية، جنبا إلى جنب مع استخدام مرشحات قبل أن تأتي مع وحدة لمنع انسداد المبكر للغشاء من مكونات غير قابلة للذوبان من استخراج الجذر. عند اتخاذ كميات كبيرة من استخراج، تصفية ما يقرب من 100 مل في كل مرة، تغيير الرهان قبل التصفيةوين كل وحدة تخزين إضافية.
  7. عند تخزينها في درجة حرارة الغرفة، ويحافظ على استخراج نشاط بيولوجي يصل لمدة تصل إلى واحد.

2. إعداد C57BL / 6 K14-SCF الفئران لعلاج موضعي

  1. إزالة الفراء الظهرية من الحيوانات عن طريق القص الكهربائية. لفترة وجيزة تخدير الحيوانات مع isoflurane والاستنشاق لتسهيل القص من الفراء الظهرية مع المقصات الكهربائية تجهيزه مع 0.25 مم رئيس التحضيرية الجراحية (فيشر العلمية). ويفضل استخدام نوع واحد فقط من التخدير (مثل الكيتامين / زيلازين) لتقليل خطر جرعة زائدة من مخدر. غرفة استنشاق المشبعة يحمل المخاطر المهنية عند استخدامها خارج غطاء الدخان ويسلم كميات غير معروفة من مخدر للحيوانات. من الناحية المثالية ينبغي أن تستخدم المرذاذ الدقة.
  2. لإزالة المتبقي قصبة الشعر، وعلاج الحيوانات مع مزيل الشعر الكيميائية. إدارة التخدير للحيوان مع حقنة IP الكيتامين 40 ملغ / كغ وزيلازين 4 ملغ / كغ مرة واحدة يتم تخدير الحيوانات بشكل كاف (كما تقرره قرصة أخمص قدميه)، تنطبق على كمية الإصبع الحجم من كريم مزيل الشعر لالمنفصمة الجلد الظهري باستخدام إصبع القفاز. فرك كريم في الجلد لمدة 30-60 ثانية أو حتى يمكن أن ينظر إليه بشكل واضح في الشعر كريم كما يتم نقله حولها. ترك الكريم على فقط لمبلغ الحد الأدنى من الوقت المطلوب لإزالة الشعر كما يؤدي التعرض لفترات طويلة لحرق الكيميائي للبشرة، البشرة انهيار وموت من فقدان النزاهة البشرة.
  3. مسح الجلد الظهري مع قطع من الشاش غارقة في المياه بشكل متكرر حتى تمت إزالة كل كريم. الحيوانات الجافة باستخدام المناشف الورقية لينة، وتسمح لهم باسترداد في مكان منعزل الدافئة (مثل أقفاص نظيفة وضعها على وسادة الاحترار). يزيل الشعر الحيوانات احدة تلو الأخرى وترصد عن كثب في جميع أنحاء الداخلي.

3. إدارة موضعي من Forskolin أو التحكم في السيارة

  1. الحيوانات ينبغي أن يعامل في وقت واحد. تخدير لفترة وجيزة مع الشهيقوقد وضعت د isoflurane وعن طريق وضع الماوس على رأس من النايلون مرشح النموذج المجهزة نفاذية الهواء بموجبها على منشفة ورقية المشبعة في isoflurane وعاء زجاجي بغطاء واضح المشبعة في isoflurane وغطاء الدخان. فضح الماوس لisoflurane ولفترة كافية لقمع حركات العضلات الطوعية ولكن للحفاظ على التنفس العفوي (عادة 10-20 ثانية). وترك الحيوان في isoflurane وقتا طويلا يؤدي إلى قمع الجهاز التنفسي والموت. فمن الأفضل أن يخطئ على جانب من "ضوء يذهب" والحاجة إلى إعادة فضح-الماوس لفترة وجيزة إلى أكثر isoflurane وبدلا من الإفراط في تعريض الحيوان إلى وفاة المخدرات والمخاطر.
  2. إزالة الحيوان من غرفة وisoflurane ووضع على وسادة ماصة نظيفة مقاعد البدلاء.
  3. باستخدام micropipette 1،000 ميكرولتر تجهيزه مع طرف البولي بروبلين القابل للتصرف، ووضع 400 ميكرولتر من 40٪ استخراج forskolin الخام (لن الحيوانات السيطرة على السيارة تلقي الايثانول 70٪، 30٪ بروبيلين غليكول وحده).
  4. نقل على استخراجالخلفي من الحيوان بواسطة نازف وضعها على الجلد ومن ثم، وذلك باستخدام الجانب من طرف ماصة، تشويه استخراج فوق الجلد الظهري حتى تمت تغطية كل الجلد. ليست هناك حاجة لطخة الجلد بعد التطبيق.
  5. العودة الماوس لقفصه، ومراقبة بعناية حتى يتعافى من التخدير.
  6. من أجل أن عدم الصباغ الآثار المخيم لا ينبغي أن نخلط الأشعة فوق البنفسجية التجارب حساسية، والتوقف عن العلاجات الموضعية 2 أيام قبل التعرض للأشعة فوق البنفسجية (تأثير الصباغ يستمر عدة أيام وراء مشاركة العلاج الموضعي).

4. لون البشرة بواسطة عاكس قياس قياس الألوان

  1. لفترة وجيزة تخدير الماوس مع isoflurane واستنشاق (انظر أعلاه).
  2. معايرة مقياس الألوان مينولتا عن طريق وضع الرأس المحمولة على السطح الأبيض موحدة المتوفرة مع مقياس الألوان.
  3. وضع رئيس القياس المحمولة من تدفق مقياس الألوان مع الجلد الظهري من الحيوان ضمان أن الجولة apertur 1 سم 2يتم الضغط ه تماما على الجلد. تأخذ على الأقل ثلاثة قياسات منفصلة في مناطق مختلفة من الجلد الظهرية.
  4. حساب متوسط ​​درجة L * ± SD لكل حيوان ولكل مجموعة العلاج. ويمكن أن يتم قياس الألوان العاكسة في أي نقطة في التجربة.

5. تقرير من الأشعة فوق البنفسجية الحساسية عن طريق حساب "الحد الأدنى من الجرعة الحمامية" (MED)

  1. استخدام الحيوانات التي تم علاجها قبل مع أي مركبة أو forskolin كما هو موضح أعلاه. تخدير الحيوانات مع حقن داخل الصفاق من خليط مستوى الكيتامين وزيلازين (انظر أعلاه).
  2. إعداد قطعة من الشريط للأشعة فوق البنفسجية الانسداد لاختبار MED. لتوليد ثقوب في الشريط، واستخدام لكمة ثقب الثقيلة مع 1 سم 2 انقطاع دائرية (أرقام 2A وباء). وجود ثقوب من حجم المعرفة وترتيب متماثل في الشريط يسهل الاعتراف التغيرات الجلدية بعد التشعيع. على كل حفرة في الشريط، وتطبيق قطعة صغيرة ولكن للانفصال بسهولة من الشريط التي يمكن إزالتها في أوقات محددة أثناء التعرض للأشعة فوق البنفسجية للسماح إعطاء جرعات الأشعة فوق البنفسجية مختلفة.
  3. بمجرد مخدرا الحيوانات على نحو كاف، ووضع الشريط على السطح الظهري. وينبغي دائما أن تستخدم مواد التشحيم العين تحت التخدير.
  4. بدوره على مصدر للأشعة فوق البنفسجية التي تتكون من اثنين وستنجهاوس F15T8UV-B مصابيح مع ذروة الانتاج من 313 نانومتر وطائفة من 280-370 نانومتر. السماح للمصباح لكي تتوازن لإخراج الأشعة فوق البنفسجية مستمرة إذا ما قيست على مقياس ضوئي للأشعة فوق البنفسجية مع جهاز استشعار الأشعة فوق البنفسجية (يستغرق عادة بضع دقائق للمصابيح في عملية الاحماء).
  5. استنادا إلى معدل انتقال الأشعة فوق البنفسجية مقاسا مضواء الأشعة فوق البنفسجية، الأشعة فوق البنفسجية حساب وقت التعرض لكل جرعة المرجوة. على سبيل المثال، UVB تدابير الانتاج مصباح لدينا 2.4 ميغاواط / سم 2. لذا، لإدارة 5 كج / م 2، ستحتاج الجلد أن تتعرض ل208 ثانية (والذي هو 3 دقائق و 28 ثانية) من الإشعاع فوق البنفسجية، كما يحسب أدناه:
    upload/50670/50670eq1.jpg "/>
  6. وضع مخدرا الحيوانات (كل مع الشريط في مكان الانسداد) بطني السطحية وصولا الى ضمان التعرض للأشعة فوق البنفسجية حتى. لإدارة جرعات اختيار من الأشعة فوق البنفسجية، وإزالة بالتتابع الأشرطة الانسداد صغيرة تغطي الثقوب لفضح 1 سم 2 من مناطق الجلد لجرعات صحيحة من الإشعاع. لذا، وذلك باستخدام المثال أعلاه، إذا 40 كج / م 2 هي أكبر جرعة في التجربة، ثم الحيوان سيكون تحت المصباح لمدة 27 دقيقة و 47 ثانية ومجموع الجلد في حالة 40 كج / م 2 لن يكون لها أي المغطي الشريط طوال الوقت. ومع ذلك، والشريط حالة تغمر 5 كج / م 2 سيتم إزالة عندما يكون هناك 208 ثانية المتبقية في التعرض. وينبغي أن يتم توقيت إزالة الشريط بحيث أن كل حالة ينتهي في وقت واحد.
  7. بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية، انزع الشريط من الجلد الظهري بعناية، مع الحرص على عدم تمزق الجلد مع الحركات المفاجئة أو مفرطة في قوة. وضع الحيوانات في مكان هادئ دافئ للسماحالتعافي من التخدير.
  8. مراقبة الفئران لمدة 24-48 ساعة للبحث عن مناطق سرية من حمامي (احمرار) أو وذمة (تورم) المقابلة لمواقع التشريحية تتعرض لجرعة محددة من الأشعة فوق البنفسجية. توثيق النتائج الجلد فوتوغرافيا.
  9. قيمة MED يتوافق مع الحد الأدنى للجرعة من الأشعة فوق البنفسجية التي تسبب التهاب كما هو محدد من قبل حمامي و / أو وذمة من دائرة يتعرض بأكمله من الجلد. نلاحظ أن تصبغ في الجلد يمكن أن تحد تحديد MED، ومع ذلك، حمامي ووذمة لا تزال عموما يتم تقييمها بدقة، ويرجع الفضل في ذلك جزئيا إلى شكل محدد من فتحات في الشريط أثناء التعرض للأشعة فوق البنفسجية.

6. التحليل الإحصائي

تحليل البيانات بين الأفواج من الفئران عن طريق اتجاه واحد أنوفا مع Bonferroni آخر اختبار (الرسم البياني الوسادة PRISM). القيم ع <0.05 تعتبر ذات دلالة إحصائية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

تم إنشاؤها C57BL / 6 الفئران على الخلفيات eumelanotic، pheomelanotic أو عديم الميلانين دمج التحوير K14-SCF كما هو موضح (الشكل 1A). أفواج من التمديد ذوي البشرة البيضاء (Mc1r ه / ه، صور + / +) عولجت فئران بجرعات موضعيا مرتين يوميا إما مركبة (70٪ من الإيثانول و 30٪ البروبيلين غليكول) أو 40٪ استخراج القوليوس الخام فورسكوهلي الجذر (80 ميكرومتر في جرعة) لمدة 5 أيام (الشكل 2B). وتم تحديد آثار العلاجات الموضعية على البشرة تصبغ سواء عن طريق التفتيش البصري وقياس الألوان العاكسة (الشكل 1B). ارتبط تطبيق استخراج الجذر مع سواد البشرة قوية في الخلفية K14-SCF المعدلة وراثيا ولكن ليس في مطابقة وراثيا الحيوانات غير المعدلة وراثيا. لنا أن نفسر هذه النتائج تشير إلى أن الخلايا الصباغية البشروية بين الجريبات يجب أن تكون موجودة من أجل الميلانين التي يسببها عقاقيري لتودع في epideRMIS. على الرغم من أن استخراج الجذر هو لون عميق بسبب وجود المواد الكيميائية النباتية النباتية إلى جانب forskolin، يمكن أن سواد البشرة لا يكون فقط بسبب تأثير الصباغة من المخدرات، كما تفشل الحيوانات غير المعدلة وراثيا لعرض الجلد سواد مع استخراج الجذر (الشكل 1B). عندما تطبق بطريقة مرتين يوميا، melanizing آثار forskolin يطبق موضعيا، ويمكن ملاحظة في اقل من 2 أيام، على الرغم من سواد القصوى ويتحقق بعد عدة أيام أخرى (الشكل 1C). درجة التصبغ هو الجرعة التي تعتمد، كما هو مبين من قبل فونتانا-ماسون الميلانين تلطيخ أقسام الجلد الظهري تعامل مع تركيزات مختلفة من المخدرات (1D الشكل).

المقبل، وتم تحديد تأثير forskolin يطبق موضعيا على حساسية للأشعة فوق البنفسجية من خلال اختبار MED في الفئران التمديد (Mc1r ه / ه، صور + / +) كما هو موضح أعلاه (أرقام 2 ألف وباء). تمت مقارنة تقرير MED بين العانيملس تعامل مع العلاج من تعاطي المخدرات المعجل (مرتين في الإدارة يوم لمدة 5 أيام، 10 مجموع الجرعات) مقابل نهج معياري (الادارة مرة واحدة يوميا لمدة 15 يوما، 15 مجموع الجرعات). أدرجت الفئران غير المعدلة وراثيا للسيطرة على آثار المخدرات غير الميلانين. أدى كل من العلاجات في كميات مماثلة من الجلد سواد في المعالجة forskolin الحيوانات K14-SCF. على وجه التحديد، كانت L * (قياس الألوان العاكسة على نطاق والأبيض والأسود) القيم للحيوانات المعرضة للforskolin 31.9 ± 1.8 و 31.1 ± 1.6 لتسارع الطلب مقابل تطبيق معيار، على التوالي. لم تكن هناك آثار سامة واضحة من التعرض forskolin في أي مجموعة العلاج، وبالتالي، وخلصنا الى ان الادارة forskolin المعجل (مرتين في اليوم لمدة 10 مجموع الجرعات، 80 ميكرومتر لكل جرعة) تشجيع التصبغ الآمن للجلد ظهري بفعالية كما أن استخدمت سابقا (مرة واحدة يوميا لمدة 15 مجموع الجرعات، 80 ميكرومتر لكل جرعة).

أسفرت التي يسببها Forskolin البشرة التصبغ فيحماية للأشعة فوق البنفسجية العميقة كما تقرره MED (أرقام 2C-D). وهكذا، في حين يعني MED-K14 لSCF الفئران المعالجة لتمديد مرتين لمدة 5 أيام مع السيارة كان 5.0 ± 0.0 كج / م 2، وكان متوسط ​​MED للتعامل مع الأفواج forskolin الموضعية> 30.0 ± 0.0 كج / م 2 (أرقام 2 ألف و C). في الواقع، كان جرعة من 30.0 كج / م 2 غير كافية لتوليد حمامي في هذه التجربة. باستخدام الجرعات forskolin القياسية (مرة واحدة يوميا لمدة 15 مجموع الجرعات، 80 ميكرومتر لكل جرعة)، وجدنا أن متوسط ​​MED-K14 لSCF الفئران تمديد تعامل مع forskolin كان 50.0 ± 7.1 كج / م 2 (الشكل 2 B، D). الأهم من ذلك، لم forskolin قبل العلاج لا يؤثر MED الحيوانات عاجزة عن التصبغ، إما بسبب عدم وجود الخلايا الصباغية البشروية K14-SCF بوساطة (أرقام 2C، D) أو بسبب نقص التيروزينيز (الشكل 2E). منذ كانت التطبيقات forskolin ديسواصلت 2 أيام قبل التعرض للأشعة فوق البنفسجية، ولم استمر بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية، فإننا نستنتج أن تأثيرات المخيم غير صباغية لم يلعب دورا في النتائج MED. بدلا من ذلك، تشير البيانات إلى أن البشرة التصبغ كانت الآلية التي يسببها forskolin حماية للأشعة فوق البنفسجية في هذا النموذج.

الشكل 1
الشكل 1. العلاج الموضعي للforskolin يعزز سواد الجلد في تمديد ذوي البشرة البيضاء (Mc1r ه / ه) الفئران (أ) صور من C57BL / 6 الحيوانات المستخدمة في هذه الدراسة. وراثيا المتطابقة الحيوانات إلا في ميلانوكورتين 1 مستقبلات (Mc1r) والتيروزينيز (صور) مواضع. نلاحظ أن تصبغ هو eumelanotic (أسود) عندما Mc1r هو وظيفي ولكن pheomelanotic (blondish) عندما Mc1r هو معيب، كما هو الحال معتمديد (Mc1r ه / ه) متحولة. البشرة تصبغ يعتمد على الاحتفاظ الخلايا الصباغية البشروية بين الجريبات في الجلد عن طريق التحوير K14-SCF، ويمكن بسهولة أن ينظر في الأذنين. (B) صور التمديد (Mc1r ه / ه) K14-SCF أو الحيوانات غير المعدلة وراثيا تعامل مع 400 ميكرولتر من السيطرة على السيارة (70٪ من الإيثانول 30٪ بروبيل جلايكول) أو 40٪ ث / ت (80 ميكرومتر) forskolin يطبق مرتين يوميا على الجلد الظهري حلق لمدة 5 أيام، ما مجموعه 10 التطبيقات. أجريت قياسات لون الجلد عن طريق قياس الألوان العاكسة لكل مجموعة. وأفادت نتائج قياس الألوان العاكسة وحدات متوسط ​​(± SD) ريفليكتوميتري على L * (الأسود والأبيض) محور اللون. نلاحظ أن الإدارة الموضعي للجلد قوية forskolin تسبب سواد في K14-SCF الحيوانات المعدلة وراثيا ولكن ليس في الفئران غير المعدلة وراثيا. (C) وقت التجربة بالطبع تظهر سواد الأذن المعالجة forskolin من K14-SCFالفئران التمديد لمرة وأشارت (يشار إلى آذان المعالجة forskolin من مثلثات زرقاء). تم تطبيق السيارة إلى الأذن اليمنى للمقارنة. (D) فونتانا-ماسون أقسام الجلد الملون مأخوذ من الحيوانات تعامل مع الجرعات المشار إليه من forskolin كما هو موضح. انقر هنا لعرض أكبر شخصية .

الرقم 2
الشكل 2. التصبغ الناجم عن Forskolin يحمي من الأشعة فوق البنفسجية بوساطة التهاب النحو الذي يحدده الحد الأدنى من الجرعة حمامية (MED) الاختبار. (A، B) الموقع من الأشعة فوق البنفسجية والأشعة فوق البنفسجية الشريط الانسداد جرعة من الحيوانات المعالجة مرتين يوميا لمدة 5 أيام (A، C) أو مرة واحدة يوميا لمدة 15 يوما (B، D، E) مع أي مركبة أو forskolin. ال ه تم تطبيق العلاج الموضعي مشاركة 48 ساعة قبل التشعيع. تعرض الجلد الظهري لجرعات مختلفة من الأشعة فوق البنفسجية باستخدام الشريط للأشعة فوق البنفسجية انسداد مع اللكم من 1 سم 2 فتحات دائرية، ومتفاوتة مرات التعرض لانتاج الجرعة المناسبة. بعد التشعيع، وصفت اوساط الجلد المكشوف مع القلم في بعض التجارب. وMED، يحددها حمامي و / أو وذمة من دائرة كاملة من يتعرض الجلد لجرعة معينة، تم تحديد 48 ساعة بعد التعرض. وMED ± SD النتائج كبند كج / م 2 UVB، * ص ≤ 0.001. (E) ريفليكتوميتري لون البشرة والقيم MED-التيروزين لنقص K14-SCF الفئران البيضاء المعالجة تمديد لمدة 10 يوما مع مركبة أو forskolin. اضغط هنا ل عرض أكبر شخصية .

70fig3highres.jpg "سرك =" / files/ftp_upload/50670/50670fig3.jpg "/>
الرقم 3. المخطط العام للتجربة. (Mc1r ه / ه) K14-SCF أو الحيوانات غير المعدلة وراثيا تم إعداد الأفواج التمديد عن طريق إزالة الفراء ظهري بواسطة القص الكهربائية و / أو إزالة الشعر الكيميائية. وبعد ذلك تعامل الحيوانات مع التطبيقات الموضعية إما مركبة (70٪ من الإيثانول و 30٪ البروبيلين غليكول) أو مع 40٪ استخراج forskolin الخام في الجداول الجرعات المشار إليها. وقد تم توثيق الآثار على تصبغ الجلد فوتوغرافيا، colorimetrically وفونتانا-ماسون الميلانين تلطيخ. تم تحديد حساسية للأشعة فوق البنفسجية من خلال الحد الأدنى من الجرعة حمامية (MED) الاختبار.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

باستخدام نموذج حيواني من الإنسان ذوي البشرة البيضاء، نجد أن التطبيق الموضعي لاستخراج الجذر الخام forskolin الغني يظلم بقوة البشرة من خلال تحفيز إنتاج مادة الميلانين في الجلد. التصبغ البشرة يعتمد على التعبير عن عامل الخلايا الجذعية في البشرة القاعدية، كما يحدث في جلد الإنسان ولكن ليس في الجلد الماوس معدلة وراثيا. الجلد الظهري من الفئران معدلة وراثيا يفتقر إلى أعداد كافية من الخلايا الصباغية بين الجريبات لإضفاء الصبغة على الجلد. فقط في الإعداد التعبير التأسيسية لعامل النمو مثل الخلايا الصباغية عامل الخلايا الجذعية (طقم يجند) أو عامل النمو الكبدية (HGF) يمكن الاحتفاظ بها الخلايا الصباغية في الطبقة القاعدية من البشرة طوال حياة الحيوان 50-51. ويستند نموذج حيواني لدينا من ذوي البشرة البيضاء الإنسان على إدراج التحوير K14-SCF في البديل تمديد الصباغ من خط الفئران C57BL / 6. على الرغم من أن الحيوانات في أي سن يمكن أن يكونتستخدم، تجاربنا تنطوي عادة الكبار الصغار (4-12 أسابيع من العمر) الفئران. بسبب اقتطاع ميلانوكورتين 1 مستقبلات (Mc1r) الذي يؤدي إلى فقدان المخيم إشارات والفئران تمديد التعبير عن pheomelanin تفضيلي في معطف والجلد (في K14-SCF أو HGF-اجتمعت الدول المعدلة وراثيا) بدلا من السوي (Eumelanin) 52-54. نتيجة لتغير التعبير الميلانين، K14-SCF الفئران التمديد هي أكثر من ذلك بكثير للأشعة فوق البنفسجية حساسية من نظرائهم نوع Mc1r البرية، والتي يكون الجلد أسود كالفحم بسبب ترسب وفيرة من البشرة السوي (Eumelanin) الصباغ 1. نحن مسبب أنه منذ إنتاج السوي (Eumelanin) وتقلص إلى حد كبير في الإعداد لMc1r متحولة، أن المنشطات الدوائية التي تحاكي Mc1r إشارات قد إنقاذ الإنتاج السوي (Eumelanin). Mc1r هو مستقبلات عبر الغشاء إلى جانب ق-G أنه عند ربط يجند عالية تقارب لها α تحفيز الخلايا الصباغية هرمون (α-MSH)، ينقل إشارات الموالية للتمايز إلى ميلانوcyte السيتوبلازم عبر أدينيليل تفعيل محلقة وإنتاج المخيم رسول الثانية. وبالتالي، فإننا افترضنا أن التطبيق الموضعي للforskolin، وهو diterpenoid خلايا قابلة للاختراق وهذا هو المنشط مباشرة قوية من أدينيليل محلقة، قد تكون قادرة على تعزيز الإنتاج السوي (Eumelanin) في Mc1r-عيب، الدولة pheomelanotic.

باستخدام forskolin النقية لهذه الدراسات، ولكن ثبت باهظة التكاليف. اقترح التجارب المبكرة تحديد الحد الأدنى من forskolin اللازمة لسواد البشرة في نموذج تمديد K14-SCF أن سواد القصوى وقعت مع استخدام وزن 40٪ في حل الصوت باستخدام استخراج النفط الخام التي تحتوي على 20٪ (الوزن لكل وزن) من forskolin. نحسب أن تطبيق 400 ميكرولتر من forskolin النهائي 8٪ (الوزن لكل وحدة التخزين؛ 40٪ × 20٪) من شأنه أن يؤدي الحل في تسليم ما يقرب من 80 ميكرومتر من forskolin على الجلد الظهرية كل تطبيق. وبطبيعة الحال، فإن الكثير من جرعة تسليمهالا يتم امتصاصه عن طريق الجلد، وبدلا نقعه بنسبة المحيطة الفراء أو السقوط الحيوان في وقت تقديم الطلب. وبالتالي فإنه من الصعب أن يقدم جرعة بالضبط أدركت أن تتلقى الحيوانات مع كل تطبيق من المخدرات. ومع ذلك، عند تطبيقها بهذه الطريقة، والنتائج forskolin في تحريض قوية من الانزيمات الصباغ في الجلد وإنتاج السوي (Eumelanin). في الواقع، أظهرت K14-SCF الحيوانات المعدلة وراثيا تمديد سواد واضح على الجلد بعد التطبيق الثاني (الشكل 1C).

على الرغم من أننا قد نشرت سابقا الجلد سواد مع التطبيق اليومي من المخدرات 1،48-49، وهنا تبين لنا أن تطبيق مرتين يوميا ويرتبط مع سواد البشرة قوية وحماية كبيرة للأشعة فوق البنفسجية، مما يوحي بأن التصبغ الدوائية التي يسببها يمكن أن يكون الأمثل من قبل إدارة المخدرات بشكل متكرر أكثر من مرة واحدة في اليوم. سواد الجلد، والتي من المقرر أن السوي (Eumelanin) الاستقراء في البشرة، كما يستمر لطالما استمر والعلاجات الموضعية forskolin. بدا حتى تطبيق المزمن (خلال ثلاثة أشهر) جيد التحمل من قبل الفئران 49. ويرجع ذلك إلى تخليق الميلانين بدلا من انتشار الخلايا الصباغية في البشرة. 49 الزيادة في سواد الجلد. مرة واحدة وتوقف العلاجات الموضعية، والجلد يتلاشى تدريجيا إلى خط الأساس الخاص بها بشرة عادلة (أكثر من 2-3 أسابيع) كما يتم فقدان البشرة الميلانين مع تجديد القرنية العادية. سواد الجلد يمكن تحديد بسهولة عن طريق الفحص البصري البسيط من الفئران، ولكن لون الجلد يمكن أن يكون كميا بموضوعية باستخدام قياس الألوان العاكسة 55-56. هذا الأسلوب هو أسلوب غير الغازية سريع وغير مؤلم لقياس لون البشرة. يمكن أن يكون لون وصفه بدقة باستخدام L * A * ب * (LAB) نموذج لون الفضاء 57-58.

لهذه التجارب اعتمدنا على استخراج الجذر الخام للمصنع forskolii القوليوس، ومصدر طبيعي من forskolin. هذا التحضيركان يستخدم بسبب ارتفاع تكلفة أداء هذه التجارب مع forskolin تنقيته. هذه التجربة، على سبيل المثال، يتطلب حوالي 2 غرام من مجموع forskolin لتطبيق مرتين يوميا لستة حيوانات لمدة خمسة أيام. أن 2 غرام من المتاحة تجاريا forskolin-HPLC تنقية يكلف أكثر من 20،000 دولار، مقارنة ب أقل من 5 دولار لاستخراج النفط الخام. على الرغم من forskolin تنقية البشرة التي يسببها الميلانين في نموذج حيواني لدينا 1، ونحن لا يمكن استبعاد التأثيرات المحتملة من المركبات المشتقة من النباتات الأخرى في استخراج الجذر الخام بما في ذلك قلويدات وفينول والعفص. في الواقع، اقترح العمل قبل استخدام خنزير غينيا أو إإكسبلنتس جلد الإنسان أن مركبات في استخراج الجذر الخام قد تعزز امتصاص الجلدي من forskolin 59. حتى الآن، ومع ذلك، فإن هوية وآلية هذه المركبات لا تزال مجهولة. وبالتالي، لا يمكننا أن نستبعد تعديل آثار مركبات أخرى موجودة بشكل طبيعي في استخراج الجذر الخام.

الخليط هو forskolin تتفاقمالسائل البني الداكن مع رائحة تشبه التوابل الجذابة التي يتم تطبيقها بسهولة على البشرة لمدة التطبيق الموضعي. لأنه قد تم إزالة المواد غير القابلة للذوبان، التطبيق اليومي لا يترك أي رواسب أو تقشر استيعابها مرة واحدة عن طريق الجلد. على الرغم من أن استخراج الجذر الخام هو البني الداكن عندما أعدت بهذه الطريقة، سواد الجلد الناجمة عن المخدرات ليست مجرد تأثير الصبغة، كما يتضح من حقيقة أن التطبيق الموضعي للمجمع على الحيوانات عاجزة عن التصبغ الجلد (على سبيل المثال Mc1r ه / ه التيروزينيز كان الحيوانات البيضاء التي تعاني من نقص أو الفئران غير المعدلة وراثيا التي تفتقر الخلايا الصباغية البشروية) أي تأثير على الجلد سواد (أرقام 1B و2E). ونحن نرى هذه التجارب كدليل صحة مفهوم المظاهرات التي التلاعب في المخيم في الجلد يمكن أن تحفز الظلام تصبغ الجلد للأشعة فوق البنفسجية واقية. ومع ذلك، فإنه من غير المحتمل أن الإدارة موضعي من forskolin هو خيار علاجي ممكن أو غير عملي بسبب طبيعة غير محددة من المخدرات. أنايمكن أن يتوقع منه أن يسبب السميات غير مقبولة ndiscriminate وتفعيل غير المستهدفة من cyclases أدينيليل وتحريض المخيم. الأهم من ذلك، وقد أظهرت آخرون أن الإدارة موضعي من المانع phosphodiesterase 4 (Rolipram)، أكثر قدرة تصل ينظم الميلانين في نموذج حيواني تمديد K14-SCF، مما يثبت أن الاستقراء المخيم الجلدي والتصبغ يمكن تحقيقه عن طريق الدوائية البديلة تستهدف 35. بشكل واضح، قبل أن تترجم التلاعب الموضعية مستويات المخيم في الجلد للاستخدام البشري، وسلامته يجب أن يتم تقييمها بعناية. رغم ذلك، البيانات المتوفرة لدينا تشير بقوة إلى أن التصبغ الناجم عقاقيري هو بين الأشعة فوق البنفسجية واقية على النحو الذي يحدده الحد الأدنى من الجرعة حمامية (MED) الاختبار.

باختصار، ادارة موضعي من forskolin، وهو منشط أدينيليل محلقة، أسفرت عن التصبغ قوية من البشرة من نموذج الفئران من الإنسان ذوي البشرة البيضاء على أساس عيب المخيم يشير إلى أسفلتيار معيبة ميلانوكورتين 1 مستقبلات (Mc1r). كان التصبغ البشرة للأشعة فوق البنفسجية واقية، مقاسا الحد الأدنى من الجرعة حمامية (MED) الاختبار. نحن نفترض أن التلاعب الدوائية المخيم لا يمكن إلا للأشعة فوق البنفسجية واقية الانقاذ eumelanization من البشرة، ولكن الاستجابات للأشعة فوق البنفسجية واقية Mc1r التي تعتمد على الأخرى كذلك.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

يعلن الكتاب أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة.

Acknowledgments

الكتاب أود أن أشكر Malinda شيق للحصول على المساعدة الفنية. علينا أيضا أن نعترف مصادر التمويل الحالية والسابقة: المعهد الوطني للسرطان (R01 CA131075، R01 CA131075-02S1)، وحالة صندوق أبحاث السرطان ويل ويندي، ومؤسسة ماركي السرطان، معجزة شبكة للطفولة وجنيفر وديفيد مؤسسة أبحاث الميلانوما ديكنز.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Reagents
Coleus Forskoli extract 20% Buckton Scott USA Inc. n/a Princeton, NJ
Isothesia, Isoflurane , USP Butler Schein NCD 11695-6776-1 Dublin, OH, USA
Xylazine Anased Injection LA04612 Shenandoah, Iowa, USA
Ketamine HCl, USP Putney NDC 26637-411-01 St. Joseph, MO, USA
Ethanol Decon Labs. 2705
Propylene glycol Adesco 05751L Solon, OH, USA
Depilatory cream, Nair Church Dwight JF-11 4381322 Priceton, NJ
EQUIPMENT
Germicidal Hg Lamp UV-B Westinghouse F15T8UV-B
Radiometer photometer International light 1LT400A Peabody, MA,USA
Chromameter Konica Minolta CR-400 Ramsey, NJ, USA
Data Processor for Chromameter CR-400 Konica Monilta DR-400 Ramsey, NJ, USA

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. D'Orazio, J. A., et al. Topical drug rescue strategy and skin protection based on the role of Mc1r in UV-induced tanning. Nature. 443, 340-344 (2006).
  2. Gallagher, R. P., et al. Suntan, sunburn, and pigmentation factors and the frequency of acquired melanocytic nevi in children. Similarities to melanoma: the Vancouver Mole Study. Arch Dermatol. , 126-770 (1990).
  3. Kraemer, K. H., Lee, M. M., Andrews, A. D., Lambert, W. C. The role of sunlight and DNA repair in melanoma and nonmelanoma skin cancer. The xeroderma pigmentosum paradigm. Arch Dermatol. 130, 1018-1021 (1994).
  4. Wang, Y., et al. Evidence of ultraviolet type mutations in xeroderma pigmentosum melanomas. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106, 6279-6284 (2009).
  5. Pleasance, E. D., et al. A comprehensive catalogue of somatic mutations from a human cancer genome. Nature. 463, 191-196 (2009).
  6. Weinstock, M. A., Fisher, D. E. Indoor ultraviolet tanning: what the data do and do not show regarding risk of melanoma and keratinocyte malignancies. J. Natl. Compr. Canc. Netw. 8, 867-873 (2010).
  7. Fisher, D. E., James, W. D. Indoor tanning--science, behavior, and policy. N. Engl. J. Med. 363, 901-903 (2010).
  8. Pfahlberg, A., Kolmel, K. F., Gefeller, O. Timing of excessive ultraviolet radiation and melanoma: epidemiology does not support the existence of a critical period of high susceptibility to solar ultraviolet radiation- induced melanoma. Br. J. Dermatol. 144, 471-475 (2001).
  9. Lew, R. A., Sober, A. J., Cook, N., Marvell, R., Fitzpatrick, T. B. Sun exposure habits in patients with cutaneous melanoma: a case control study. J. Dermatol. Surg. Oncol. 9, 981-986 (1983).
  10. Autier, P., Dore, J. F. Influence of sun exposures during childhood and during adulthood on melanoma risk. EPIMEL and EORTC Melanoma Cooperative Group. European Organisation for Research and Treatment of Cancer. Int. J. Cancer. 77, 533-537 (1998).
  11. Udayakumar, D., Mahato, B., Gabree, M., Tsao, H. Genetic determinants of cutaneous melanoma predisposition. Semin. Cutan. Med. Surg. 29, 190-195 (2010).
  12. Psaty, E. L., Scope, A., Halpern, A. C., Marghoob, A. A. Defining the patient at high risk for melanoma. Int. J. Dermatol. 49, 362-376 (2010).
  13. Tucker, M. A. Melanoma epidemiology. Hematol. Oncol. Clin. North Am. 23, 383-395 (2009).
  14. Abdel-Malek, Z. A., Knittel, J., Kadekaro, A. L., Swope, V. B., Starner, R. The melanocortin 1 receptor and the UV response of human melanocytes--a shift in paradigm. Photochem. Photobiol. 84, 501-508 (2008).
  15. Suzuki, I., et al. Participation of the melanocortin-1 receptor in the UV control of pigmentation. J. Investig. Dermatol. Symp. Proc. 4, 29-34 (1999).
  16. Gibson, G. E., Codd, M. B., Murphy, G. M. Skin type distribution and skin disease in Ireland. Ir. J. Med. Sci. 166, 72-74 (1997).
  17. Evans, R. D., et al. Risk factors for the development of malignant melanoma--I: Review of case-control studies. J. Dermatol. Surg. Oncol. 14, 393-408 (1988).
  18. Pack, G. T., Davis, J., Oppenheim, A. The relation of race and complexion to the incidence of moles and melanomas. Ann. N.Y. Acad. Sci. 100, 719-742 (1963).
  19. Valverde, P., Healy, E., Jackson, I., Rees, J. L., Thody, A. J. Variants of the melanocyte-stimulating hormone receptor gene are associated with red hair and fair skin in humans. Nat. Genet. 11, 328-330 (1995).
  20. Rees, J. L., Healy, E. Melanocortin receptors, red hair, and skin cancer. J. Investig. Dermatol. Symp. Proc. 2, 94-98 (1997).
  21. Beaumont, K. A., et al. Melanocortin MC(1) receptor in human genetics and model systems. Eur. J. Pharmacol. 660, 103-110 (2011).
  22. Palmer, J. S., et al. Melanocortin-1 receptor polymorphisms and risk of melanoma: is the association explained solely by pigmentation phenotype? Am. J. Hum. Genet. 66, 176-186 (2000).
  23. Haskell-Luevano, C., et al. Compounds that activate the mouse melanocortin-1 receptor identified by screening a small molecule library based upon the beta-turn. J. Med. Chem. 42, 4380-4387 (1999).
  24. Yamaguchi, Y., Hearing, V. J. Physiological factors that regulate skin pigmentation. Biofactors. 35, 193-199 (2009).
  25. Eves, P. C., MacNeil, S., Haycock, J. W. alpha-Melanocyte stimulating hormone, inflammation and human melanoma. Peptides. 27, 444-452 (2006).
  26. Slominski, A., Wortsman, J., Luger, T., Paus, R., Solomon, S. Corticotropin releasing hormone and proopiomelanocortin involvement in the cutaneous response to stress. Physiol. Rev. 80, 979-1020 (2000).
  27. Slominski, A., Wortsman, J. Neuroendocrinology of the skin. Endocr. Rev. 21, 457-487 (2000).
  28. Luger, T. A., et al. Role of epidermal cell-derived alpha-melanocyte stimulating hormone in ultraviolet light mediated local immunosuppression. Ann. N.Y. Acad. Sci. 885, 209-216 (1999).
  29. Chakraborty, A. K., et al. UV light and MSH receptors. Ann. N.Y. Acad. Sci. 885, 100-116 (1999).
  30. Cui, R., et al. Central Role of p53 in the Suntan Response and Pathologic Hyperpigmentation. Cell. 128, 853-864 (2007).
  31. Imokawa, G., Yada, Y., Hori, Y. Induction of melanization within hair bulb melanocytes in chinchilla mutant by melanogenic stimulants. J Invest Dermatol. 91, 106-113 (1988).
  32. Siegrist, W., et al. Interactions of alpha-melanotropin and agouti on B16 melanoma cells: evidence for inverse agonism of agouti. J. Recept. Signal Transduct Res. 17, 75-98 (1997).
  33. Abdel-Malek, Z., et al. The melanocortin-1 receptor is a key regulator of human cutaneous pigmentation. Pigment Cell Res. 13, Suppl 8. 156-162 (2000).
  34. Wood, J. M., Gibbons, N. C., Schallreuter, K. U. Melanocortins in human melanocytes. Cell Mol Biol (Noisy-le-grand). 52, 75-78 (2006).
  35. Khaled, M., Levy, C., Fisher, D. E. Control of melanocyte differentiation by a MITF-PDE4D3 homeostatic circuit. Genes Dev. 24, 2276-2281 (2010).
  36. Ghiorzo, P., et al. MC1R variation and melanoma risk in relation to host/clinical and environmental factors in CDKN2A positive and negative melanoma patients. Exp. Dermatol. , (2012).
  37. Cust, A. E., et al. MC1R genotypes and risk of melanoma before age 40 years: a population-based case-control-family study. Int. J. Cancer. 131, E269-E281 (2012).
  38. Ibarrola-Villava, M., et al. Genetic analysis of three important genes in pigmentation and melanoma susceptibility: CDKN2A, MC1R and HERC2/OCA2. Exp Dermatol. 19, 836-844 (2010).
  39. Scherer, D., et al. Melanocortin receptor 1 variants and melanoma risk: A study of 2 European populations. Int. J. Cancer. , (2009).
  40. Hoiom, V., et al. MC1R variation and melanoma risk in the Swedish population in relation to clinical and pathological parameters. Pigment Cell Melanoma Res. 22, 196-204 (2009).
  41. Galore-Haskel, G., et al. MC1R variant alleles and malignant melanoma risk in Israel. Eur. J. Cancer. 45, 2015-2022 (2009).
  42. Sturm, R. A. Skin colour and skin cancer - MC1R, the genetic link. Melanoma Res. 12, 405-416 (2002).
  43. Kennedy, C., et al. Melanocortin 1 receptor (MC1R) gene variants are associated with an increased risk for cutaneous melanoma which is largely independent of skin type and hair color. J. Invest. Dermatol. 117, 294-300 (2001).
  44. Box, N. F., et al. MC1R genotype modifies risk of melanoma in families segregating CDKN2A mutations. Am. J. Hum. Genet. 69, 765-773 (2001).
  45. Rees, J. L. The melanocortin 1 receptor (MC1R): more than just red hair. Pigment Cell Res. 13, 135-140 (2000).
  46. Valverde, P., et al. The Asp84Glu variant of the melanocortin 1 receptor (MC1R) is associated with melanoma. Hum. Mol. Genet. 5, 1663-1666 (1996).
  47. Kunisada, T., et al. Transgene expression of steel factor in the basal layer of epidermis promotes survival, proliferation, differentiation and migration of melanocyte precursors. Development. 125, 2915-2923 (1998).
  48. Vanover, J. C., et al. Stem cell factor rescues tyrosinase expression and pigmentation in discreet anatomic locations in albino mice. Pigment Cell Melanoma Res. 22, 827-838 (2009).
  49. Spry, M. L., et al. Prolonged treatment of fair-skinned mice with topical forskolin causes persistent tanning and UV protection. Pigment Cell Melanoma Res. 22, 219-229 (2009).
  50. Takayama, H., La Rochelle, W. J., Anver, M., Bockman, D. E., Merlino, G. Scatter factor/hepatocyte growth factor as a regulator of skeletal muscle and neural crest development. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 93, 5866-5871 (1996).
  51. Kunisada, T., et al. Murine cutaneous mastocytosis and epidermal melanocytosis induced by keratinocyte expression of transgenic stem cell factor. J. Exp. Med. , 187-1565 (1998).
  52. Takeuchi, T., Kobunai, T., Yamamoto, H. Genetic control of signal transduction in mouse melanocytes. J. Invest. Dermatol. 92, 239S-242S (1989).
  53. Ozeki, H., Ito, S., Wakamatsu, K., Hirobe, T. Chemical characterization of hair melanins in various coat-color mutants of mice. J. Invest. Dermatol. 105, 361-366 (1995).
  54. Lamoreux, M. L., Wakamatsu, K., Ito, S. Interaction of major coat color gene functions in mice as studied by chemical analysis of eumelanin and pheomelanin. Pigment Cell Res. 14, 23-31 (2001).
  55. Barbini, P., et al. Instrumental measurement of skin colour and skin type as risk factors for melanoma: a statistical classification procedure. Melanoma Res. 8, 439-447 (1998).
  56. Takiwaki, H. Measurement of skin color: practical application and theoretical considerations. J. Med. Invest. 44, 121-126 (1998).
  57. Anderson, R. R., Parrish, J. A. The optics of human skin. J. Invest. Dermatol. 77, 13-19 (1981).
  58. Rubegni, P., et al. Relationship between skin color and sun exposure history: a statistical classification approach. Photochem. Photobiol. 65, 347-351 (1997).
  59. Chen, J., Hammell, D. C., Spry, M., D'Orazio, J. A., Stinchcomb, A. L. In vitro skin diffusion study of pure forskolin versus a forskolin-containing Plectranthus barbatus root extract. J. Nat. Prod. 72, 769-771 (2009).

Tags

الطب، العدد 79، الجلد، التهاب، قياس الضوء، الأشعة فوق البنفسجية، تصبغ الجلد، ميلانوكورتين 1 مستقبلات، Mc1r، forskolin، المخيم، جرعة حمامي نفسه، تصبغ الجلد، الخلايا الصباغية، الميلانين، وحروق الشمس والأشعة فوق البنفسجية، والتهاب
الحث الدوائية من الميلانين البشرة والحماية من حروق الشمس في نموذج انساني ماوس
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Amaro-Ortiz, A., Vanover, J. C.,… More

Amaro-Ortiz, A., Vanover, J. C., Scott, T. L., D'Orazio, J. A. Pharmacologic Induction of Epidermal Melanin and Protection Against Sunburn in a Humanized Mouse Model. J. Vis. Exp. (79), e50670, doi:10.3791/50670 (2013).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter