تقنية جديدة لتحليل الكمي لتساقط الشعر في الفئران عن طريق تحليل درجات الرمادي
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
الثعلبة هو شكل شيوعا لفقدان الشعر التي يمكن أن تحدث في العديد من الظروف المختلفة، بما في ذلك فقدان الذكور نمط الشعر، ومتلازمة المبيض المتعدد الكيسات، وداء الثعلبة. يمكن أن تحدث حاصة أيضا كأثر جانبي للعلاج الكيماوي لدى مرضى السرطان. في هذه الدراسة، كان هدفنا لتطوير طريقة متسقة وموثوق بها لقياس تساقط الشعر لدى الفئران، والتي سوف تسمح للمحققين تقييم دقيق والمقارنة بين مناهج علاجية جديدة لهذه الأشكال المختلفة من تساقط الشعر. يستخدم طريقة هلام تصوير القياسية للحصول على والصور من الفئران العملية، وقياس امتصاص الضوء، والذي يحدث في نسبة تقريبية لكمية من الشعر الأسود (أو الرمادي) على الماوس. ومن ثم يمكن تحليل البيانات التي تم قياسها في هذا الشكل باستخدام الأساليب الإحصائية القياسية (أي ANOVA، T-اختبار). تم اختبار هذه المنهجية في نماذج الماوس التي يسببها العلاج الكيميائي الثعلبة، داء الثعلبة وتساقط الشعر من الصبح. في هذا التقرير، وبروتوكول مفصل هو بريهented لأداء هذه القياسات، بما في ذلك التحقق من صحة البيانات من C57BL / 6 و C3H / سلالات HEJ من الفئران. تقدم هذه التقنية الجديدة على عدد من المزايا، بما في ذلك البساطة النسبية للتطبيق، والاعتماد على المعدات التي تتوفر بسهولة في معظم مختبرات الأبحاث، وتطبيق موضوعي والتقييم الكمي التي هي أكثر قوة من التقييمات الذاتية. سوف التحسينات في تقدير حجم نمو الشعر في الفئران تحسين دراسة نماذج الثعلبة وتسهيل تقييم علاجات جديدة واعدة في الدراسات قبل السريرية.
Introduction
ثعلبة (تساقط الشعر) يمكن أن يكون حدثا نفسيا وعاطفيا من الأسى ذات أسباب متعددة. الذكور نمط الصلع هو السبب الأكثر شيوعا لتساقط الشعر، مما يؤثر على ما يقرب من ثلثي الذكور قبل سن 35 1. ويمكن ملاحظة نمط مماثل من فقدان الشعر في الإناث يعانون من متلازمة المبيض المتعدد الكيسات. في كل من هذه الاضطرابات، والاندروجين توسط فقدان الشعر. يمكن أن تحدث حاصة أيضا أحد أمراض المناعة الذاتية، داء الثعلبة الذي يصيب 1.7٪ من السكان 2. يمكن أن تحدث حاصة باعتباره من الآثار الجانبية لبعض العلاجات الطبية، مثل العلاج الكيميائي 3. وهناك نسبة عالية (65-85٪) من المرضى العلاج الكيميائي تجربة بعض درجة من داء الثعلبة 4،5. الآثار النفسية لفقدان الشعر وقد درست جيدا في وضع العلاج الكيميائي. الناجم عن العلاج الكيميائي حاصة يمكن أن يؤدي إلى القلق والاكتئاب وصورة الجسم السلبية، وانخفاض تقدير الذات والشعور المنخفض من الرفاه 6،7. والمؤسسة العامة عاليةrcentage (47-58٪) من مرضى السرطان الإناث النظر في فقدان الشعر ليكون الجانب الأكثر صدمة من العلاج الكيميائي، وتصل إلى 8٪ انخفاض العلاج خوفا من فقدان الشعر 4،6. وهناك أيضا أدلة في الصلع الوراثى لدعم العلاج للحد من الآثار النفسية وحتى الطبية لتساقط الشعر 8،9. وبالمثل، تم الإبلاغ عن داء الثعلبة ليكون لها عواقب نفسية حادة 2، وطبيعة غير مكتمل من فقدان الشعر يمكن أن تؤدي إلى نتيجة غير سارة التجميل أكثر من معظم الأسباب الأخرى لفقدان الشعر.
بينما المخدرات مع تأثيرات مضادة للالذكورة معتدلة (أي السبيرونولاكتون) استخدمت بنجاح محدود كعلاج لتساقط الشعر، وكان أول دواء فعال لتساقط الشعر مينوكسيديل 10. هذا يقلل ضغط الدم المرتفع لديه الملحوظ الآثار الجانبية لتسبب نمو الشعر، ويستخدم الآن كعلاج موضعي لأشكال عديدة من ثعلبة. ومع ذلك، غالبا ما تكون الردود غير مكتملة، مع بعض المواضيع تظهر بطيئة فقطجي تساقط الشعر بدلا من إعادة النمو الفعلي 10. فيناستريد هو خصم تنافسية لكتابة II 5α اختزال الكتل التي تحول التستوستيرون إلى ديهدروتستوسترون، مما أدى إلى تحسينات في الصلع الوراثى على حساب الجزئي النظامية الحصار الاندروجين. معدلات الاستجابة مع المدى الطويل (10 عاما) العلاج هي حوالي 50٪ 11. وعموما، على الرغم قدرا كبيرا من البحث في هذا المجال، لا يوجد حتى الآن علاج مناسب لتساقط الشعر.
على مدى عقود، وقد درست العلماء والأطباء طرق قياس نمو الشعر فروة الرأس في التجارب السريرية. مع تطور العقاقير التي تعالج تساقط الشعر، كانت هناك حاجة أكبر لوسائل موثوقة واقتصادية والغازية الحد الأدنى لقياس نمو الشعر، وعلى وجه التحديد، والاستجابة للعلاج. صورة تكنولوجيا التحليل الكمي لالدقيق لكثافة الشعر في المرضى الذين يعانون من اضطرابات فقدان الشعر أسفرت نتائج متسقة وصحيحة في الماضي باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيهوفاق، بما في ذلك تحليل الصور الرقمية 12، تحليل الصور من فرد الشعر والآفات 13 الجلد، والمسح المجهري لتحديد كتلة الشعر في منطقة فروة الرأس محددة 14.
لسوء الحظ، في حين وفرت منهجيات أعلاه تحسين تقييم فعالية للشعر نمو تعزيز التدخلات في التجارب السريرية، لم يتم تطبيق هذه الأساليب لدراسات القوارض في التحقيقات قبل السريرية. هدفنا هو تطوير طريقة متسقة وموثوق بها لقياس تساقط الشعر لدى الفئران، والتي سوف تسمح للمحققين تقييم أكثر دقة والمقارنة بين مناهج علاجية جديدة لأشكال مختلفة من الصلع. لقد قمنا بتطوير منهجية باستخدام المعدات المتاحة بسهولة في معظم المختبرات التي تسمح الكمي السريع وموثوق بها من كثافة الشعر في الفئران مع الشعر البني أو الأسود. وقد تم اختبار هذه المنهجية في نماذج الماوس التي يسببها العلاج الكيميائي الثعلبة، داء الثعلبة، وحاصة من waxinز. ويرد بروتوكول مفصلة لأداء هذه القياسات، بما في ذلك التحقق من صحة البيانات من C57BL / 6 و C3H / سلالات HEJ من الفئران. كما تعتمد هذه التقنية على كشف امتصاص الضوء من أصباغ في جذع الشعرة، فإنه لا يمكن أن تستخدم للكشف عن نمو الشعر في الفئران البيضاء أو الفئران البيضاء.
Protocol
Representative Results
Discussion
في هذا التقرير وتقدم وصفا مفصلا لتقنية جديدة لقياس فقدان الشعر في القوارض. هذه التقنية تستخدم لتصوير هلام لاقتناء الصور وتحليلها، والمعدات التي تتوفر بسهولة في معظم المختبرات. وقد أظهرت القياسات أن تكون قوية لاختلافات طفيفة في تقنية (الأرقام 4-5)، وترتبط بشك…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We would like to thank the Children’s Hospital at Montefiore, Department of Pediatrics, for providing support for these studies. We would like to thank the National Alopecia Areata Foundation for providing financial support for conducting studies with C3H/HeJ engrafted mice.
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 |
References
- McAndrews, P. J. American Hair Loss Association. , (2011).
- Safavi, K. H., Muller, S. A., Suman, V. J., Moshell, A. N., Melton, L. J. Incidence of alopecia areata in Olmsted County, Minnesota, 1975 through 1989. Mayo Clin Proc. 70 (7), 628-633 (1995).
- Hussein, A. M. Chemotherapy-induced alopecia: new developments. South Med J. 86 (5), 489-496 (1993).
- Trueb, R. M. Chemotherapy-induced hair loss. Skin Therapy Lett. 15 (7), 5-7 (2010).
- Sato, N., Leopold, P. L., Crystal, R. G. Effect of adenovirus-mediated expression of Sonic hedgehog gene on hair regrowth in mice with chemotherapy-induced alopecia. J Natl Cancer Inst. 93 (24), 1858-1864 (2001).
- McGarvey, E. L., Baum, L. D., Pinkerton, R. C., Rogers, L. M. Psychological sequelae and alopecia among women with cancer. Cancer Pract. 9 (6), 283-289 (2001).
- Baxley, K. O., Erdman, L. K., Henry, E. B., Roof, B. J. Alopecia: effect on cancer patients’ body image. Cancer Nurs. 7 (6), 499-503 (1984).
- Stough, D. Psychological effect, pathophysiology, and management of androgenetic alopecia in men. Mayo Clin Proc. 80 (10), 1316-1322 (2005).
- Ogunmakin, K. O., Rashid, R. M. Alopecia: the case for medical necessity. Skinmed. 9 (2), 79-84 (2011).
- Olsen, E. A. A randomized clinical trial of 5% topical minoxidil versus 2% topical minoxidil and placebo in the treatment of androgenetic alopecia in men. J Am Acad Dermatol. 47 (3), 377-385 (2002).
- Rossi, A. 1 mg daily administration on male androgenetic alopecia in different age groups: 10-year follow-up. Dermatol Ther. 24 (4), 455-461 (2011).
- Gibbons, R. D., Fiedler-Weiss, V. C. Computer-aided quantification of scalp hair. Dermatol Clin. 4 (4), 627-640 (1986).
- Fleming, M. G. Techniques for a structural analysis of dermatoscopic imagery. Comput Med Imaging Graph. 22 (5), 375-389 (1998).
- Chamberlain, A. J., Dawber, R. P. Methods of evaluating hair growth. Australas J Dermatol. 44 (1), 10-18 (2003).
- . . The Kodak/Tiffen Q-13 Gray Scale*. , .
- Freyschmidt-Paul, P. Treatment of alopecia areata in C3H/HeJ mice with the topical immunosuppressant FK506 (Tacrolimus). Eur J Dermatol. 11 (5), 405-409 (2001).
- Katikaneni, R., Ponnapakkam, T., Matsushita, O., Sakon, J., Gensure, R. Treatment and prevention of chemotherapy-induced alopecia with PTH-CBD, a collagen-targeted parathyroid hormone analog, in a non-depilated mouse model. Anticancer Drugs. 25 (1), 30-38 (2014).
- Peters, E. M., Foitzik, K., Paus, R., Ray, S., Holick, M. F. A new strategy for modulating chemotherapy-induced alopecia, using PTH/PTHrP receptor agonist and antagonist. J Invest Dermatol. 117 (2), 173-178 (2001).
- Katikaneni, R., Ponnapakkam, T., Seymour, A., Sakon, J., Gensure, R. C. Parathyroid hormone linked to a collagen binding domain promotes hair growth in a mouse model of chemotherapy induced alopecia in a dose-dependent manner. Anti-cancer drugs. 25 (7), 819-825 (2014).
