We would like to thank the Children&#8217;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.

Etica Dichiarazione: Tutti gli studi che coinvolgono animali devono essere approvate dal IACUC dell&#39;istituzione (per i dati che segue, i protocolli sono stati approvati dal Montefiore IACUC, protocollo # 11-6-240 e 13-7-100 #). Gli animali vengono forniti anestesia leggeri come indicato al solo scopo di tenerli fermi durante fotografia, non esistono procedure dolorose richieste per questo protocollo. 1. Acquisizione di fotografie <ol><li> Impostare fuoco e campo visivo per imager gel utilizzando carta con il testo stampato. Verificare uniformità della fonte di luce in tutta regione fotografato. Per garantire l&#39;uniformità, utilizzare un imager gel con un costruito in fonte di luce per la fotografia riflettente. Non utilizzare una fonte di luce transilluminazione, in quanto ciò creerebbe una silhouette dell&#39;animale, che non è adatto per ulteriori analisi in scala di grigi. NOTA: Questo metterà il mouse leggermente fuori fuoco, che fornisce media ottica in tutta la regione di interesse (ROI) e volontàridurre gli errori quantali molto piccoli (cioè &lt;10 pixel) regioni di interesse. Regioni più grandi d&#39;interesse non saranno interessati da questo piccolo fuoco di regolazione, né saranno influenzati dalle differenze nelle dimensioni dell&#39;animale. </li><li> Anestetizzare animali utilizzando ketamina (100 mg / ml) / xilazina (20 mg / ml) (2: 1), in quanto fornisce un rapido effetto anestesia e rapido recupero ed è ottimale per fotografare multipli animali. NOTA: L&#39;anestesia è confermata quando l&#39;animale è ancora sufficiente per permettere fotografia. Come animali in genere recuperano da questa luce anestesia entro 10-15 minuti, il veterinario non ha raccomandato l&#39;uso di pomate oculari. </li><li> Inserire animali anestetizzati su gel imager in allineamento verticale (più vicino a parallelo possibile). <ol><li> Per le fotografie dorsali, mettere gli animali in posizione prona con gli arti estesi. </li><li> Per le fotografie ventrali, mettere gli animali in posizione supina, facendo attenzione che gli animali non sono ruotati lateralmente. </li&gt; </ol></li><li> Luogo di serie in scala di grigi nella regione fotografato. </li><li> Chiudere la porta di accesso. Importante: luce ambientale può introdurre variazioni di esposizione. </li><li> Set F-stop di un&#39;esposizione che pone la regione di interesse all&#39;interno della gamma lineare di acquisizione (lettura F-stop). NOTA: La maggior parte dei sistemi saranno visualizzare in cui l&#39;immagine è satura. </li><li> Prendere fotografia. </li><li> Change F-Stop un&#39;altra impostazione dell&#39;esposizione che pone la regione di interesse all&#39;interno del range lineare aumentando o diminuendo il F-stop da 1, tale che sia il livello e la regione di interesse rimangono in una serie lineare di acquisizione (domanda F- stop). </li><li> Prendere fotografia. </li><li> Una volta che la fotografia è completata, posizionare gli animali su un tavolo di riscaldamento e monitorare fino a che non possono mantenere decubito sternale. Animali tornare alle loro gabbie. Restituisce il gruppo di animali di vivaio una volta che tutti gli animali sono completamente recuperati. </li></ol> 2. Quantificazione di assorbimento della luce &lt;/ P&gt; <ol><li> Regioni Mark di interesse sulle immagini degli animali uso del software fornito per il gel imager. <ol><li> Per tutta la vista dorsale animale, utilizzare un&#39;immagine rettangolare o ovale estende dalle arti superiori agli arti inferiori, che si estende lateralmente per quanto possibile tale che nessuna parte della scatola si estende oltre la parte posteriore dell&#39;animale come mostrato nella Figura 1A. NOTA: Si potrebbe anche segnare l&#39;area di interesse utilizzando uno strumento di disegno a mano libera. </li><li> Per animale intero vista ventrale, utilizzare 2 rettangoli: coprire la regione pelvica e coprire la zona del torace come mostrato nella Figura 1B. </li><li> Per una regione più piccola di interesse, vale a dire, la posizione di somministrazione del farmaco, marchio a seconda dei casi. </li></ol></li><li> Regione Mark (s) di interesse sullo standard di assorbimento in scala di grigi. </li><li> Assorbimento Registrare da ciascuna delle regioni marcate di interesse. </li></ol> 3. Analisi Livelli di assorbimento richiederlod per le regioni di interesse potrebbe essere necessario normalizzato allo standard di sfondo per il confronto tra le fotografie. Il rapporto di esposizione ad assorbimento è log-log (cioè, il rapporto è lineare tra log (esposizione) e di registro (assorbimento)). Con questo rapporto, l&#39;assorbimento della regione di interesse può essere normalizzato ad un valore sfondo standard, che permetterà assorbimenti di essere confrontati direttamente tra diverse fotografie, comprese quelle prese a diversi momenti (ad esempio, le misurazioni seriali all&#39;interno di un protocollo di studio). La procedura per l&#39;esecuzione di queste correzioni è dettagliata in passaggi facoltativi 3.1 e 3.2. <ol><li> (Opzionale) curva Aree log (esposizione) vs. log (assorbimento) con valori ottenuti dallo standard di assorbimento in scala di grigi. </li><li> (Opzionale) Regolare le variazioni di livello di ogni fotografia come segue: <ol><li> Selezionare F-stop per la lettura (come determinato al punto 1.6) e F-stop di riferimento (come determinato in sTep 1.8). </li><li> Calcolare assorbimento medio dello standard in tutte le fotografie alla lettura F-stop. Questa media è il valore di riferimento standard (RSV). </li><li> Calcolare differenza di assorbimento tra la lettura e le impostazioni di F-stop di riferimento in ogni fotografia per lo standard (delta-S) e per ogni ROI definita (delta-ROI-1, delta-ROI-2 ... ..delta-ROI-X) </li><li> Calcolare l&#39;assorbimento corretto per ogni ROI come segue: assorbimento corretto (ROI-X) = Assorbimento (ROI-X) a lettura F-stop + (RSV - assorbimento di serie a leggere F-stop) * (delta-ROI-X / delta-S) </li></ol></li><li> Compilare i dati sperimentali ed eseguire l&#39;analisi dei dati utilizzando tecniche statistiche standard per le variabili continue (ad esempio, ANOVA, T-test). </li></ol>

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	<li>McAndrews, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=American+Hair+Loss+Association.">American Hair Loss Association.</a> , (2011).</li><li>Safavi, K. H., Muller, S. A., Suman, V. J., Moshell, A. N., Melton, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Incidence+of+alopecia+areata+in+Olmsted+County,+Minnesota,+1975+through+1989.">Incidence of alopecia areata in Olmsted County, Minnesota, 1975 through 1989.</a> Mayo Clin Proc. 70 (7), 628-633 (1995).</li><li>Hussein, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemotherapy-induced+alopecia:+new+developments.">Chemotherapy-induced alopecia: new developments.</a> South Med J. 86 (5), 489-496 (1993).</li><li>Trueb, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemotherapy-induced+hair+loss.">Chemotherapy-induced hair loss.</a> Skin Therapy Lett. 15 (7), 5-7 (2010).</li><li>Sato, N., Leopold, P. L., Crystal, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+adenovirus-mediated+expression+of+Sonic+hedgehog+gene+on+hair+regrowth+in+mice+with+chemotherapy-induced+alopecia.">Effect of adenovirus-mediated expression of Sonic hedgehog gene on hair regrowth in mice with chemotherapy-induced alopecia.</a> J Natl Cancer Inst. 93 (24), 1858-1864 (2001).</li><li>McGarvey, E. L., Baum, L. D., Pinkerton, R. C., Rogers, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Psychological+sequelae+and+alopecia+among+women+with+cancer.">Psychological sequelae and alopecia among women with cancer.</a> Cancer Pract. 9 (6), 283-289 (2001).</li><li>Baxley, K. O., Erdman, L. K., Henry, E. B., Roof, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alopecia:+effect+on+cancer+patients'+body+image.">Alopecia: effect on cancer patients' body image.</a> Cancer Nurs. 7 (6), 499-503 (1984).</li><li>Stough, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Psychological+effect,+pathophysiology,+and+management+of+androgenetic+alopecia+in+men.">Psychological effect, pathophysiology, and management of androgenetic alopecia in men.</a> Mayo Clin Proc. 80 (10), 1316-1322 (2005).</li><li>Ogunmakin, K. O., Rashid, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alopecia:+the+case+for+medical+necessity.">Alopecia: the case for medical necessity.</a> Skinmed. 9 (2), 79-84 (2011).</li><li>Olsen, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+randomized+clinical+trial+of+5%+topical+minoxidil+versus+2%+topical+minoxidil+and+placebo+in+the+treatment+of+androgenetic+alopecia+in+men.">A randomized clinical trial of 5% topical minoxidil versus 2% topical minoxidil and placebo in the treatment of androgenetic alopecia in men.</a> J Am Acad Dermatol. 47 (3), 377-385 (2002).</li><li>Rossi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=1+mg+daily+administration+on+male+androgenetic+alopecia+in+different+age+groups:+10-year+follow-up.">1 mg daily administration on male androgenetic alopecia in different age groups: 10-year follow-up.</a> Dermatol Ther. 24 (4), 455-461 (2011).</li><li>Gibbons, R. D., Fiedler-Weiss, V. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computer-aided+quantification+of+scalp+hair.">Computer-aided quantification of scalp hair.</a> Dermatol Clin. 4 (4), 627-640 (1986).</li><li>Fleming, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Techniques+for+a+structural+analysis+of+dermatoscopic+imagery.">Techniques for a structural analysis of dermatoscopic imagery.</a> Comput Med Imaging Graph. 22 (5), 375-389 (1998).</li><li>Chamberlain, A. J., Dawber, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+of+evaluating+hair+growth.">Methods of evaluating hair growth.</a> Australas J Dermatol. 44 (1), 10-18 (2003).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Kodak/Tiffen Q-13 Gray Scale*. , .</li><li>Freyschmidt-Paul, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Treatment+of+alopecia+areata+in+C3H/HeJ+mice+with+the+topical+immunosuppressant+FK506+(Tacrolimus).">Treatment of alopecia areata in C3H/HeJ mice with the topical immunosuppressant FK506 (Tacrolimus).</a> Eur J Dermatol. 11 (5), 405-409 (2001).</li><li>Katikaneni, R., Ponnapakkam, T., Matsushita, O., Sakon, J., Gensure, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Treatment+and+prevention+of+chemotherapy-induced+alopecia+with+PTH-CBD,+a+collagen-targeted+parathyroid+hormone+analog,+in+a+non-depilated+mouse+model.">Treatment and prevention of chemotherapy-induced alopecia with PTH-CBD, a collagen-targeted parathyroid hormone analog, in a non-depilated mouse model.</a> Anticancer Drugs. 25 (1), 30-38 (2014).</li><li>Peters, E. M., Foitzik, K., Paus, R., Ray, S., Holick, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+strategy+for+modulating+chemotherapy-induced+alopecia,+using+PTH/PTHrP+receptor+agonist+and+antagonist.">A new strategy for modulating chemotherapy-induced alopecia, using PTH/PTHrP receptor agonist and antagonist.</a> J Invest Dermatol. 117 (2), 173-178 (2001).</li><li>Katikaneni, R., Ponnapakkam, T., Seymour, A., Sakon, J., Gensure, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parathyroid+hormone+linked+to+a+collagen+binding+domain+promotes+hair+growth+in+a+mouse+model+of+chemotherapy+induced+alopecia+in+a+dose-dependent+manner.">Parathyroid hormone linked to a collagen binding domain promotes hair growth in a mouse model of chemotherapy induced alopecia in a dose-dependent manner.</a> Anti-cancer drugs. 25 (7), 819-825 (2014).</li></ol>

Authors have nothing to disclose.

In questo rapporto una descrizione dettagliata è dotata di una nuova tecnica per quantificare la perdita dei capelli nei roditori. Questa tecnica utilizza un imager gel per l&#39;acquisizione delle immagini e analisi, apparecchi che è prontamente disponibile in molti laboratori. Le misurazioni hanno dimostrato di essere robusto per piccole variazioni nella tecnica (figure 4 - 5), e sono ben correlati al grado di perdita di capelli visiva in modelli di trattamento (Figura 6).</...

Alopecia (perdita dei capelli) può essere un evento psicologicamente ed emotivamente angosciante con molteplici cause. Maschio-calvizie è la causa più comune di alopecia, che colpisce circa due terzi dei maschi per età 35 1. Un modello simile di perdita dei capelli può essere osservato nelle donne con sindrome dell&#39;ovaio policistico. In entrambi questi disturbi, la perdita di capelli è mediata androgeni. Alopecia può verificarsi anche come una malattia autoimmune, alopecia areata, che colpisce 1,7% della popolazione 2. Alopecia può verificarsi come un effetto collaterale di alcuni trattamenti medici, come la chemioterapia 3. Una percentuale elevata (65-85%) dei pazienti in chemioterapia esperienza un certo grado di alopecia 4,5. Le conseguenze psicologiche della perdita di capelli sono stati ben studiati in ambito chemioterapia. Alopecia indotta da chemioterapia può causare ansia, depressione, un&#39;immagine negativa del corpo, abbassato l&#39;autostima e una riduzione del senso di benessere 6,7. Un alto percentuale (47-58%) dei pazienti oncologici femminili considerare la perdita di capelli per essere l&#39;aspetto più traumatico della chemioterapia, e fino a 8% trattamento calo per paura di perdita di capelli 4,6. Ci sono anche prove in alopecia androgenetica per sostenere la terapia per ridurre le conseguenze psicologiche e anche medici di perdita di capelli 8,9. Allo stesso modo, l&#39;alopecia areata è stato segnalato per avere gravi conseguenze psicologiche 2, e la natura irregolare della perdita dei capelli può portare a un risultato estetico più sgradevole rispetto alla maggior parte altre cause di perdita dei capelli. Mentre i farmaci con effetti anti-androgenici lieve (cioè, spironolattone) erano stati utilizzati con successo limitato come terapia per l&#39;alopecia, il primo farmaco efficace per l&#39;alopecia era minoxidil 10. Questo antipertensivo ha un osservato effetto collaterale di causare la crescita dei capelli, ed è ora utilizzato come terapia topica per molte forme di alopecia. Tuttavia, le risposte sono spesso incomplete, con alcuni soggetti che mostra solo lentoing di perdita di capelli, piuttosto che la ricrescita reale 10. Finasteride è un antagonista competitivo di tipo II 5α-reduttasi che blocca la conversione del testosterone in diidrotestosterone, con conseguente miglioramento della alopecia androgenetica a scapito di parziale androgeni blocco sistemico. I tassi di risposta con-lungo termine (10 anni) terapia sono circa il 50% 11. Nel complesso, nonostante una notevole ricerca in questo settore, non c&#39;è ancora una terapia adeguata per la perdita dei capelli. Per decenni, gli scienziati e medici hanno esaminato i metodi di misurazione della crescita dei capelli del cuoio capelluto in studi clinici. Con lo sviluppo di farmaci che trattano alopecia, vi è stata una maggiore necessità di mezzo affidabile, economico e minimamente invasivi per misurare la crescita dei capelli e, in particolare, la risposta alla terapia. Tecnologia di analisi di immagine per una quantificazione precisa della densità dei capelli in pazienti con disturbi di perdita dei capelli ha dato risultati coerenti e validi in passato utilizzando una varietà di techniques, compresa l&#39;analisi delle immagini digitalizzate 12, l&#39;analisi delle immagini di singoli peli e lesioni 13 della pelle, e la scansione microscopica per quantificare la massa di capelli in una regione del cuoio capelluto definita 14. Purtroppo, mentre le metodologie di cui sopra hanno fornito una migliore valutazione dell&#39;efficacia per i capelli la crescita-promuovere interventi in studi clinici, questi metodi non siano state applicate a studi su roditori in studi preclinici. Il nostro obiettivo è quello di sviluppare un metodo coerente e affidabile per quantificare la perdita dei capelli nei topi, che permetterà ai ricercatori di valutare con maggiore precisione e confrontare nuovi approcci terapeutici per varie forme di alopecia. Abbiamo sviluppato una metodologia utilizzando attrezzature facilmente reperibili nella maggior parte dei laboratori che permetteranno la quantificazione rapida e affidabile della densità dei capelli nei topi con capelli castani o neri. Questa metodologia è stata testata in modelli murini di chemioterapia-indotta alopecia, alopecia areata, e alopecia da waxing. Un protocollo dettagliato è presentato per l&#39;esecuzione di queste misure, compresi i dati di convalida da C57BL / 6 e C3H / ceppi HeJ di topi. Poiché questa tecnica si basa sulla rilevazione di assorbimento della luce da pigmenti nel capello, non può essere utilizzato per rilevare la crescita dei capelli in topi bianchi o topi albini.

<table><tbody><tr><td>KODAK Gel Logic 100 Imaging System</td><td>Eastman Kodak Company, Rochester, NY, USA</td><td></td><td>Gel imager for obtaining and analyzing photographs, must have built in light source for reflective photography.</td></tr><tr><td>The Kodak/Tiffen Q-13 Gray Scale</td><td><a href="http://www.imatest.com/docs/q13/" target="_blank"><img src="/img/new_window.png" /> Imatest</a></td><td></td><td>Greyscale standard</td></tr><tr><td>C57BL/6J Mice</td><td>Jackson Laboratories, Bar Harbor, Maine</td><td></td><td>Mice for representative study</td></tr><tr><td>C3H/HeJ engrafted mouse</td><td>Jackson Laboratories, Bar Harbor, Maine</td><td></td><td>Mice for representative study</td></tr></tbody></table>

a new technique for quantitative analysis of hair loss in mice using grayscale analysis

Alopecia è una forma comune di perdita dei capelli che può verificarsi in diverse condizioni, tra cui la perdita di capelli maschile-modello, la sindrome dell&#39;ovaio policistico, e alopecia areata. Alopecia può verificarsi anche come effetto collaterale della chemioterapia in pazienti affetti da cancro. In questo studio, il nostro obiettivo era quello di sviluppare un metodo coerente e affidabile per quantificare la perdita dei capelli nei topi, che permetterà agli investigatori di valutare con precisione e confrontare nuovi approcci terapeutici per queste varie forme di alopecia. Il metodo utilizza un imager gel standard per ottenere ed elaborare immagini di topi, misurando l&#39;assorbimento di luce, che si verifica in proporzione agitato per la quantità di capelli nero (o grigio) sul mouse. Dati che sono stati quantificati in questo modo possono essere analizzati con tecniche statistiche standard (ad esempio, ANOVA, T-test). Questa metodologia è stata testata in modelli murini di chemioterapia-indotta alopecia, alopecia areata e alopecia da ceretta. In questo rapporto, il protocollo dettagliato è presENTED per l&#39;esecuzione di queste misure, compresi i dati di convalida da C57BL / 6 e C3H / ceppi HeJ di topi. Questa nuova tecnica offre una serie di vantaggi, tra cui relativa semplicità di applicazione, dipendenza apparecchiature che è prontamente disponibile nella maggior parte dei laboratori di ricerca, e l&#39;applicazione di un obiettivo, valutazione quantitativa che è più robusto di valutazioni soggettive. Miglioramenti nella quantificazione della crescita dei capelli nei topi miglioreranno studio di modelli alopecia e facilitare la valutazione di promettenti nuove terapie in studi preclinici.

Questa tecnica è stata convalidata utilizzando C3H / HeJ trapiantate, il modello murino di alopecia areata 16. Questi animali sviluppano la perdita di capelli globale che progredisce gradualmente nel tempo. Tuttavia, la perdita dei capelli avviene a chiazze, e può variare da un mouse al successivo, introducendo notevole variabilità e ostacolando valutazioni qualitative. Questo modello ha fornito l&#39;occasione per testare le correlazioni tra misurazioni della densità ottica in diversi punti il ​​mous...

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A New Technique for Quantitative Analysis of Hair Loss in Mice Using Grayscale Analysis

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.

Una nuova tecnica di analisi quantitativa di perdita dei capelli nei topi mediante analisi in scala di grigi

Alopecia is a common form of hair loss which can occur in many different conditions, including male-pattern hair loss, polycystic ovarian syndrome, and ...

a-new-technique-for-quantitative-analysis-hair-loss-mice-using

Research

JoVE Journal

Biology

8.9K Views.  Children's Hospital at Montefiore. 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.

Video: A New Technique for Quantitative Analysis of Hair Loss in Mice Using Grayscale Analysis

Flat Mount Imaging of Mouse Skin and Its Application to the Analysis of Hair Follicle Patterning and Sensory Axon Morphology

Skin is a highly heterogeneous tissue. Intra-dermal structures include hair follicles, arrector pili muscles, epidermal specializations (such as Merkel cell clusters), sebaceous glands, nerves and nerve endings, and capillaries. The spatial arrangement of these structures is tightly controlled on a microscopic scale - as seen, for example, in the orderly arrangement of cell types within a single hair follicle - and on a macroscopic scale - as seen by the nearly identical orientations of thousands of hair follicles within a local region of skin. Visualizing these structures without physically sectioning the skin is possible because of the 2-dimensional geometry of this organ. In this protocol, we show that mouse skin can be dissected, fixed, permeabilized, stained, and clarified as an intact two dimensional object, a flat mount. The protocol allows for easy visualization of skin structures in their entirety through the full thickness of large areas of skin by optical sectioning and reconstruction. Images of these structures can also be integrated with information about position and orientation relative to the body axes.

Mammalian skin contains a diverse array of structures - such as hair follicles and nerve endings - that exhibit distinctive patterns of spatial organization. Analyzing skin as a flat mount takes advantage of the 2-dimensional geometry of this tissue to produce full-thickness high-resolution images of skin structures.

Appartamento Monte Imaging di pelle di topo e la sua applicazione alla analisi del follicolo pilifero patterning e sensoriale Axon Morfologia

Skin is a highly heterogeneous tissue. Intra-dermal structures include hair follicles, arrector pili muscles, epidermal specializations (such as Merkel ...

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Neuroscienze

Combined Recording of Mechanically Stimulated Afferent Output and Nerve Terminal Labelling in Mouse Hair Follicle Lanceolate Endings

A novel dissection and recording technique is described for monitoring afferent firing evoked by mechanical displacement of hairs in the mouse pinna. The technique is very cost-effective and easily undertaken with materials commonly found in most electrophysiology laboratories, or easily purchased. The dissection is simple and fast, with the mechanical displacement provided by a generic electroceramic wafer controlled by proprietary software. The same software also records and analyses the electroneurogram output. The recording of the evoked nerve activity is through a commercial differential amplifier connected to fire-polished standard glass microelectrodes. Helpful tips are given for improving the quality of the preparation, the stimulation and the recording conditions to optimize recording quality. The system is suitable for assaying the electrophysiological and optical properties of lanceolate terminals of palisade endings of hair follicles, as well as the outcomes from their pharmacological and/or genetic manipulation. An example of combining electrical recording with mechanical stimulation and labeling with a styryl pyridinium vital dye is given.

A simple and novel technique for recording afferent discharge due to mechanical stimulation of lanceolate terminals of palisade endings innervating mouse ear skin hair follicles is presented.

Registrazione combinata di uscita meccanicamente stimolata afferenti ed nervo terminale Etichettatura in mouse follicolo pilifero lanceolate Endings

A novel dissection and recording technique is described for monitoring afferent firing evoked by mechanical displacement of hairs in the mouse pinna. The ...

Optical Monitoring of Living Nerve Terminal Labeling in Hair Follicle Lanceolate Endings of the Ex Vivo Mouse Ear Skin

A novel dissection and recording technique is described for optical monitoring staining and de-staining of lanceolate terminals surrounding hair follicles in the skin of the mouse pinna. The preparation is simple and relatively fast, reliably yielding extensive regions of multiple labeled units of living nerve terminals to study uptake and release of styryl pyridinium dyes extensively used in studies of vesicle recycling. Subdividing the preparations before labeling allows test vs. control comparisons in the same ear from a single individual. Helpful tips are given for improving the quality of the preparation, the labeling and the imaging parameters. This new system is suitable for assaying pharmacologically and mechanically-induced uptake and release of these vital dyes in lanceolate terminals in both wild-type and genetically modified animals. Examples of modulatory influences on labeling intensity are given.

Optical Monitoring of Living Nerve Terminal Labeling in Hair Follicle Lanceolate Endings of the Ex Vivo Mouse Ear Skin

Here we describe a novel preparation for imaging live lanceolate sensory terminals of palisade endings that innervate mouse ear skin hair follicles during staining and destaining with styryl pyridinium dyes.

Il monitoraggio ottico di Living nervo terminale Etichettatura nel follicolo pilifero lanceolate Endings del<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Mouse Ear pelle

A novel dissection and recording technique is described for optical monitoring staining and de-staining of lanceolate terminals surrounding hair follicles ...

Bioluminescence-Based Tumor Quantification Method for Monitoring Tumor Progression and Treatment Effects in Mouse Lymphoma Models

Although bioluminescence imaging (BLI) shows promise for monitoring tumor burden in animal models of cancer, these analyses remain mostly qualitative. Here we describe a method for bioluminescence imaging to obtain a semi-quantitative analysis of tumor burden and treatment response. This method is based on the calculation of a luminoscore, a value that allows comparisons of two animals from the same or different experiments. Current BLI instruments enable the calculation of this luminoscore, which relies mainly on the acquisition conditions (back and front acquisitions) and the drawing of the region of interest (manual markup around the mouse). Using two previously described mouse lymphoma models based on cell engraftment, we show that the luminoscore method can serve as a noninvasive way to verify successful tumor cell inoculation, monitor tumor burden, and evaluate the effects of in situ cancer treatment (CpG-DNA). Finally, we show that this method suits different experimental designs. We suggest that this method be used for early estimates of treatment response in preclinical small-animal studies.

Bioluminescence imaging is a well-known tool for localizing tumors and metastases, but quantification of these images often requires complex calculations and particular instruments. We describe the easy-to-use luminoscore method, based on precise acquisition conditions, requiring no calculations, and enabling tumor burden and treatment response to be monitored in mouse models.

Bioluminescenza-Based Metodo Tumore quantificazione per il monitoraggio del tumore Progressione e gli effetti del trattamento in modelli murini linfoma

Although bioluminescence imaging (BLI) shows promise for monitoring tumor burden in animal models of cancer, these analyses remain mostly qualitative. ...

Medicina

Analysis of Craniomaxillofacial Malformations in Mice Using Three-dimensional Microcomputed Tomography

To model craniofacial malformations caused by vitamin A deficiency (VAD), we expressed a dominant-negative retinoid receptor mutation in osteoblasts to specifically inhibit RAR transcriptional activity in mice. This approach allowed us to investigate the effects of VAD on cranial hypomineralization, mandibular deformity, and clavicular hypoplasia in clinical cases. In this study, microcomputed tomography (microCT) scanning of the craniomaxillofacial region of mice represented a valuable tool for studying the growth and development of this animal model. The manual estimation of images is both time-consuming and inaccurate. Hence, here, we present a straightforward, efficient, and accurate approach for segmenting and quantifying the microCT images of each craniomaxillofacial bone. MicroCT software was used to slice the mandible, frontal bone, parietal bone, nasal bone, premaxilla, maxilla, interparietal bone, and occipital bone of mice and measure their corresponding lengths and widths. This segmentation method can be applied to study growth and development in developmental biology, biomedicine, and other related sciences and allows researchers to analyze the effects of genetic mutations on individual craniofacial bones.

Here, we describe in depth a method, which is based on microcomputed tomography, to segment and measure 3D models of craniomaxillofacial bones in mice, for better assessment of craniomaxillofacial bone development in mice than what is possible with current methods.

Analisi delle malformazioni craniomaxillo-facciali nei topi mediante tomografia microcomputerizzata tridimensionale

To model craniofacial malformations caused by vitamin A deficiency (VAD), we expressed a dominant-negative retinoid receptor mutation in osteoblasts to ...

Biologia dello sviluppo

Rapid Genetic Analysis of Epithelial-Mesenchymal Signaling During Hair Regeneration

Hair follicle morphogenesis, a complex process requiring interaction between epithelia-derived keratinocytes and the underlying mesenchyme, is an attractive model system to study organ development and tissue-specific signaling. Although hair follicle development is genetically tractable, fast and reproducible analysis of factors essential for this process remains a challenge. Here we describe a procedure to generate targeted overexpression or shRNA-mediated knockdown of factors using lentivirus in a tissue-specific manner. Using a modified version of a hair regeneration model 5, 6, 11, we can achieve robust gain- or loss-of-function analysis in primary mouse keratinocytes or dermal cells to facilitate study of epithelial-mesenchymal signaling pathways that lead to hair follicle morphogenesis. We describe how to isolate fresh primary mouse keratinocytes and dermal cells, which contain dermal papilla cells and their precursors, deliver lentivirus containing either shRNA or cDNA to one of the cell populations, and combine the cells to generate fully formed hair follicles on the backs of nude mice. This approach allows analysis of tissue-specific factors required to generate hair follicles within three weeks and provides a fast and convenient companion to existing genetic models.

Tissue-specific analysis of a hair follicle regeneration model using lentivirus to mediate gain- or loss-of-function.

Rapida analisi genetica di epitelio-mesenchimale segnalazione durante la rigenerazione dei capelli

Hair follicle morphogenesis, a complex process requiring interaction between epithelia-derived keratinocytes and the underlying mesenchyme, is an ...

Biologia

Digital Planimetry for Assessing Wound Closure Kinetics in a Mouse Model

Chronic wounds, due to their high prevalence, are a serious global health concern. Effective therapeutic strategies can significantly accelerate healing, thereby reducing the risk of complications and alleviating the economic burden on healthcare systems. Although numerous experimental studies have investigated wound healing, most rely on qualitative observations or quantitative direct measurements. The objective of this study was to standardize an indirect wound measurement method using digital planimetry, incorporating digital scaling and segmentation. This approach addresses the lack of detailed, step-by-step methodologies for accurate wound assessment. A photodocumentation booth was designed and constructed, and computer-assisted digital planimetry tools were employed to minimize variability in measurements of the wound area, perimeter, and the distance from the wound center to its edges. A circular traumatic wound (5 mm in diameter) was created on the dorsal midline at the shoulder blade level of male CD1 mice (n = 4, 10 weeks old, 30-35 g). Wound evolution was photodocumented for 14 days using the custom-designed photo booth, which controlled lighting conditions, focal distance, and subject positioning. Scaling and wound measurements were performed using segmentation in ImageJ software, and statistical analysis was conducted using statistical analysis software. The kinetics of wound closure showed a slight increase in wound size and perimeter between day 0 and day 2, followed by a gradual decrease until complete closure by day 14. The photodocumentation booth and computer-assisted digital planimetry enabled quantitative measurements with minimal variability. In conclusion, these tools provide a reliable and reproducible method for evaluating wound closure kinetics in pre-clinical models.

Wounds represent a global health challenge. This study developed a standardized photo booth utilizing digital planimetry to minimize wound measurement variability. Monitoring wounds in mice over 14 days revealed an initial increase in wound area and perimeter, followed by gradual closure. This methodology may aid in evaluating wound closure kinetics in pre-clinical models.

Planimetria digitale per la valutazione della cinetica di chiusura della ferita in un modello murino

Chronic wounds, due to their high prevalence, are a serious global health concern. Effective therapeutic strategies can significantly accelerate healing, ...

Bioingegneria

Non-invasive Skeletal Muscle Quantification in Small Animals Using Micro-computed Tomography

Skeletal muscle size, mass, and composition are critical properties for studying metabolic and muscle-related diseases, as they directly impact the understanding of disease progression and treatment outcomes. Quantifying a live animal's lean, adipose, and skeletal mass is important in metabolic, physiology, pharmacologic, and geroscience studies. However, obtaining accurate body composition measurements, especially of lean mass, remains challenging due to the inherent limitations of conventional assessment techniques. Micro-computed tomography (micro-CT) is a non-invasive radiological technique that enables high-resolution visualization of internal structures in small animal models. A standardized micro-CT method can significantly enhance translational research with more reliable and impactful results, particularly during aging studies or at different time points within the same animal. Despite its potential, the lack of standardization in image acquisition and analysis methods significantly hinders the comparability of results across different studies. Herein, we present a comprehensive and detailed low-cost protocol for lean mass analysis using micro-CT to address these challenges and promote consistency in research involving small animal models.

This protocol uses micro-computed tomography to enable the cost-effective quantification of lean mass, including skeletal muscle and visceral tissue, adipose tissue, and skeletal tissue in small animals. It distinguishes between lean and adipose tissue, which offers significant advantages for biomedical research, particularly in translational research in small animals.

Quantificazione non invasiva del muscolo scheletrico in piccoli animali mediante microtomografia computerizzata

Skeletal muscle size, mass, and composition are critical properties for studying metabolic and muscle-related diseases, as they directly impact the ...

Non-Invasive Visualization of Nailbed Microvascular Morphology in Mice Using Capillaroscopy

Imaging microcapillary networks of the skin in humans using nailfold capillaroscopy (NFC) has underscored the importance of microcirculation as a target organ system in critical systemic illnesses. Nailfold capillaroscopy is applied clinically to detect peripheral microvascular dysfunction and abnormalities in a range of systemic conditions, including rheumatic, cardiac, ocular (e.g., glaucoma), and endocrine disorders (e.g., hypertension and diabetes mellitus). NFC is useful not only in detecting peripheral systemic microvasculature disruption but also in assessing drug efficacy. However, translating clinical NFC findings to animal disease models can be challenging. Detecting microvascular dysfunction or abnormalities in animals is often invasive (e.g., endoscopic), carried out ex vivo (e.g., post-mortem imaging of tissues), or expensive, requiring specialized equipment such as those used in microcomputed tomography and photoacoustic imaging techniques. Developing quick, non-invasive, and inexpensive techniques to image peripheral microvasculature in animal models of disease is warranted to decrease research expenses and increase translatability to the clinic.
Capillaroscopy has previously been used to visualize the nailfold microvasculature in animal models, including in guinea pigs and mice, thus demonstrating the capability of capillaroscopy as a non-invasive imaging tool in animal models. This study provides a protocol that applies capillaroscopy to a mouse nailbed, allowing researchers to easily and inexpensively assess the morphology of its microvasculature. Representative images of typical nailbed microvascular architecture in wild-type mice using two commonly used laboratory strains, SV129/S6 and C57/B6J, are provided. Further studies using this method are essential for applying nailbed capillaroscopy to a wide range of mouse disease models with peripheral microvascular abnormalities.

Capillaroscopy is an accessible tool for direct, inexpensive, and non-invasive visualization of microvasculature. The goal of this protocol is to enable researchers to use capillaroscopy for the visualization of peripheral microvascular morphology in the nailbeds of mice.

Visualizzazione non invasiva della morfologia microvascolare del letto ungueale nei topi mediante capillaroscopia

Imaging microcapillary networks of the skin in humans using nailfold capillaroscopy (NFC) has underscored the importance of microcirculation as a target ...

A Technique for Human Skin Grafting in a Mouse Model

Source: Moss, M. I. et al., <a href="https://app.jove.com/v/64040">Xenograft Skin Model to Manipulate Human Immune Responses&#160;In Vivo.</a>&#160;J. Vis. Exp. (2022)
This video demonstrates a method for grafting human skin onto an immunodeficient mouse with a suppressed neutrophil response. The method involves applying human split-thickness skin to the mouse&#39;s graft bed, sealing it, and covering it for recovery. Eventually, the human skin adheres to the mouse&#39;s skin, establishing vascularization and circulation, resulting in a successful skin xenograft.

Una tecnica per l'innesto di pelle umana in un modello murino

All procedures involving animal models have been reviewed by the local institutional animal care committee and the JoVE veterinary review board.
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