En ny teknik til kvantitativ analyse af hårtab i mus Brug gråtoner Analysis

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 almindelig form for hårtab, som kan forekomme i mange forskellige betingelser, herunder mandlig mønster hårtab, polycystisk ovariesyndrom, og alopecia areata. Alopeci kan også opstå som en bivirkning af kemoterapi hos cancerpatienter. I denne undersøgelse, vores mål var at udvikle en konsekvent og pålidelig metode til at kvantificere hårtab hos mus, som vil give efterforskerne præcist at vurdere og sammenligne nye terapeutiske tilgange til disse forskellige former for alopeci. Fremgangsmåden anvender en standard gel imager at opnå og behandle billeder af mus, måling af lysabsorption, som forekommer i ru forhold til mængden af ​​sort (eller grå) hår på musen. Data, der er blevet kvantificeret på denne måde kan derefter analyseres under anvendelse af standard statistiske metoder (dvs. ANOVA, t-test). Metoden blev afprøvet i musemodeller af kemoterapi-induceret alopeci, alopecia areata og alopecia fra voksning. I denne rapport detaljeret protokol er presteret til at udføre disse målinger, herunder validering af data fra C57BL / 6 og C3H / HeJ stammer af mus. Denne nye teknik giver en række fordele, herunder relative enkelhed ansøgning afhængighed på udstyr, som er let tilgængelig i de fleste forskningslaboratorier og anvende en objektiv, kvantitativ vurdering, som er mere robust end subjektive vurderinger. Forbedringer i kvantificering af hårvækst i mus vil forbedre undersøgelse af alopecia modeller og lette evalueringen af ​​lovende nye behandlingsformer i prækliniske studier.

Introduction

Alopeci (hårtab) kan være en psykologisk og følelsesmæssigt rystende begivenhed med flere årsager. Male-mønster skaldethed er den mest almindelige årsag til hårtab, der påvirker omkring to tredjedele af mænd efter alder 35 ^1. Der kan konstateres en lignende mønster af hårtab hos kvinder med polycystisk ovariesyndrom. I begge af disse lidelser, er hårtab androgen medieret. Alopeci kan også forekomme som en autoimmun sygdom, alopecia areata, som berører 1,7% af befolkningen ^2. Alopecia kan forekomme som en bivirkning af nogle medicinske behandlinger, såsom kemoterapi ^3. En høj procentdel (65-85%) af kemoterapi patienter oplever en vis grad af alopeci ^4,5. De psykologiske konsekvenser af hårtab er blevet godt undersøgt i kemoterapi indstilling. Kemoterapi-induceret alopeci kan resultere i angst, depression, et negativt kropsbillede, sænket selvværd og en reduceret følelse af velvære ^6,7. En høj percentage (47-58%) af de kvindelige kræftpatienter overveje hårtab at være den mest traumatiske aspekt af kemoterapi og op til 8% fald behandling af frygt for hårtab ^4,6. Der er også tegn på androgen alopeci at støtte behandling for at reducere psykologiske og endda medicinske konsekvenser af hårtab ^8,9. Ligeledes er alopecia areata blevet rapporteret at have alvorlige psykologiske konsekvenser ² og fragmentarisk karakter hårtab kan føre til en mere ubehagelig kosmetisk resultat end de fleste andre årsager til hårtab.

Mens lægemidler med milde anti-androgene effekter (dvs. spironolacton) var blevet brugt med begrænset succes som terapi for alopeci, den første effektiv medicin for alopeci var minoxidil ^10. Denne antihypertensive har en observeret bivirkning forårsage hårvækst, og nu anvendes som topisk terapi for mange former for alopecia. Men svarene er ofte ufuldstændige, med nogle fag, der viser kun langsomting af hårtab snarere end den faktiske genvækst ^10. Finasteride er en kompetitiv antagonist til type II 5α-reduktase, som blokerer omdannelsen af ​​testosteron til dihydrotestosteron, hvilket resulterer i forbedringer i androgen alopeci på bekostning af delvis systemisk androgen blokade. Responsrater med langsigtet (10 år) terapi er omkring 50% ^11. Samlet trods betydelig forskning på dette område, er der stadig ingen passende behandling for hårtab.

I årtier har forskere og klinikere undersøgt metoder til måling hovedbund hårvækst i kliniske forsøg. Med udviklingen af ​​lægemidler, der behandler alopeci, har der været et øget behov for pålidelig, økonomisk og minimalt invasive midler til måling af hårvækst og specifikt respons på behandlingen. Billedanalyse teknologi for en nøjagtig kvantificering af hår tæthed i patienter med hårtab lidelser gav konsistente og gyldige resultater tidligere anvendelse af en række techniques, herunder analyse af digitaliserede billeder ^12, billedanalyse af enkelte hår og hudlæsioner ^13, og mikroskopisk scanning at kvantificere hår masse i en defineret hovedbund område ^14.

Desværre, mens de ovennævnte metoder har givet bedre vurdering af effekt for hårvækst fremmende interventioner i kliniske forsøg, ikke er blevet anvendt disse metoder til gnavere i prækliniske undersøgelser. Vores mål er at udvikle en konsekvent og pålidelig metode til at kvantificere hårtab hos mus, som vil give efterforskerne til mere præcist at vurdere og sammenligne nye behandlingsmetoder for forskellige former for alopeci. Vi har udviklet en metode under anvendelse af udstyr let tilgængelig i de fleste laboratorier, som vil tillade hurtig og pålidelig kvantificering af hår tæthed i mus med brun eller sort hår. Denne metode er blevet testet i musemodeller af kemoterapi-induceret alopeci, alopecia areata, og alopeci fra waxing. En detaljeret protokol præsenteres til at udføre disse målinger, herunder validering af data fra C57BL / 6 og C3H / HeJ stammer af mus. Da denne teknik beror på påvisning af lysabsorption fra pigmenter i håret, kan det ikke anvendes til at detektere hårvækst i hvide mus eller albinomus.

Protocol

Etik Statement: Alle undersøgelser med dyr skal godkendes af IACUC af institutionen (for data, der følger, er protokoller godkendt af Montefiore IACUC, protokol # 11-6-240 og # 13-7-100). Dyrene er forudsat lette anæstesi som angivet for det ene formål at holde dem stille under fotografering, er der ingen smertefulde procedurer, der kræves for denne protokol. 1. Erhvervelse af Fotografier Sæt fokus og synsfelt for gel imager bruger papir med trykt tekst. Kontroller ensarteth…

Representative Results

Denne teknik blev valideret ved anvendelse af C3H / HeJ indpodede mus, musen model af alopecia areata 16. Disse dyr udvikle globale hårtab som udvikler sig gradvist over tid. Imidlertid forekommer hårtab i pletter, og kan variere fra mus til den næste, indfører betydelig variation og hæmmer kvalitative vurderinger. Denne model gav mulighed for at teste sammenhænge mellem målinger af optisk densitet ved forskellige steder på musen som en vurdering af gyldighed. Det første …

Discussion

I denne rapport gives en detaljeret beskrivelse af en ny teknik til kvantificering hårtab hos gnavere. Denne teknik anvender en gel imager for indsamling og analyse billede, udstyr, som er let tilgængelige i de fleste laboratorier. Målingerne er blevet vist at være robust over for mindre variationer i teknikken (figurer 4 – 5), og er godt korreleret med graden af visuel hårtab i behandling modeller (figur 6). Disse teknikker er blevet anvendt med succes i evaluerin…

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