Name: pharmacologic induction of epidermal melanin and protection against sunburn in a humanized mouse model
Uploaded: 2013-09-07T16:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Pharmacologic Induction of Epidermal Melanin and Protection Against Sunburn in a Humanized Mouse Model at JoVE.com

המחברים מבקשים להודות מלינדה קל תנועה לקבלת סיוע טכני. אנחנו גם מכירים מקורות מימון העבר ובהווה: המכון הלאומי לסרטן (R01 CA131075, R01 CA131075-02S1), וונדי וויל מקרה הקרן לחקר הסרטן, מרקי קרן הסרטן, נס הרשת של הילדים וג&#39;ניפר ודיוויד דיקנס מלנומה קרן מחקר.

1. הכנת Forskolin למקומי מנהל מתמצית שורש גולמי של צמח Plectranthus barbatus (forskohlii Cohleus) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פרוטוקולים לניסויים עכבריים בעקבות ההנחיות להתנהגות אתית בטיפול ושימוש בבעלי החיים ואושרו על ידי הוועדה המוסדית טיפול בבעלי חיים ושימוש ?...

שימוש במודל חיה של האדם בהיר עור, אנו מוצאים כי יישום מקומי של תמצית שורש הגולמי forskolin עשיר וחסונה מכהה את העור על ידי המרצת ייצור המלנין בעור. melanization עוריות תלוי בביטוי של גורם בתאי גזע בעור הבסיסי, כפי שקורה בעור אדם, אך לא בעור עכבר גנטי ללא שינוי. עור הגב של עכברים גנ...

השכיחות של מלנומה, הצורה הקטלנית ביותר של סרטן העור, גדלה באופן דרמטי בעשורים האחרונים בארצות הברית, במיוחד בקרב אנשים בהירי עור. ראיות מולקולריות ואפידמיולוגיים חזקות מפלילות קרינת UV כגורם סביבתי עיקרי סיבתי 2-5. חשיפת UV מוגברת בצורה של חשיפה לשמש ושימוש במיטת השיזוף עשויה להיות אחראי לחלק גדול מעלייה בשכיחות מלנומה 6-7. הסיכון למלנומה נראית קשור במיוחד עם כוויות שמש 8, במיוחד אלה בשלב מוקדם בחיי 9-10. סיכון לכוויות השמש קשורה לא רק למינון ועוצמה של חשיפה לקרינת UV, אלא גם על ידי גורמים תורשתיים המשפיעים על תגובה עורית לקרינת UV. פיגמנטציה של עור היא אחד הגורמים החשובים ביותר של רגישות UV, סיכון לכוויות שמש וסיכון לסרטן. מלנומה מתרחש בערך עשרים פעמים בתדירות גבוהה יותר באנשים בהירים עור בהשוואה לindividua כהה עורls 11-13. המלנין, הפיגמנט המיוצר על ידי מלנוציטים באפידרמיס, הוא הקובע העיקרי של גוון עור. המלנין מגיע בשני סוגים עיקריים: (1) אומלנין, פיגמנט חום / שחור כהה יעיל בספיגת האנרגיה של קרינת UV, ו (2) pheomelanin, אדמדם / פיגמנט בלונדינית פחות יעיל במניעת חדירה של פוטונים UV אל העור. צבע עור, רגישות UV והסיכון למלנומה נקבעים בעיקר על ידי תוכן אומלנין אפידרמיס 14-15. יותר אומלנין באפידרמיס, הפוטונים UV פחות יכול לחדור לתוך העור. בגלל הרמות נמוכות של אומלנין מולדים, אנשים בהירי עור הם הרבה יותר פגיע להשפעות אקוטיות וכרוניות של קרינת UV 16-18. פיגמנטציה של עור, סיכון למלנומה והיכולת &quot;שיזוף&quot; לאחר חשיפה לקרינת UV כל לתאם עם יכולת האיתות של הקולטן melanocortin 1 (MC1R), הטרנסממברני של מצמידים-S G שבעקולט urface על המלנוציטים 19-22. כאשר MC1R נקשר ליגנד מאותו המקור גבוהה זיקה, הורמון מגרה α-מלנוציט (α-MSH), יש הפעלה של cyclase adenylyl וייצור של cAMP השליח השני 23. התגובה הפיזיולוגית הנורמלית של העור לאחר חשיפה לקרינת UV כוללת ייצור אפידרמיס של α-MSH ידי קרטינוציטים 24-29. אנו ואחרים משערים כי מקורם בkeratinocyte α-MSH נקשר MC1R במלנוציטים באפידרמיס, ייזום ייצור במורד הזרם של השליח השני המחנה דרך הפעלה של cyclase adenylyl 30. רמות cAMP לשלוט בהיבטים רבים של בידול מלנוציט, כוללים מסלולי הישרדות, תיקון DNA וסינתזת הפיגמנט. איתות MC1R וcAMP בבירור לגרום לרמות אנזים פיגמנט וייצור אומלנין. כאשר איתות MC1R היא שלמה ורמות cAMP melanocytic הם חזקות, אומלנין מופק והעור מתכהה. עם זאת, אם איתות MC1R היא פגומה ורמות cAMP cytoplasmic יישארו נמוכות, pheomelanin מיוצר במקום 1. סינתזת eumelanin יכולה להיות מגורה פרמקולוגית על ידי סוכנים שמעלים את רמות cAMP 1,14,31-35. מאז חלבון MC1R הוא וסת עיקרי לסיכון למלנומה בבני אדם 36-46, אנו מעוניינים במנגנונים שבאמצעותם MC1R מגן מלנוציטים נגד היווצרות הסרטן ע&quot;י-UV. כבסיס למחקרים שלנו, אנחנו שנוצרנו מודל עכברי MC1R-גרסה מהונדס על רקע 1 טהור C57BL / 6 גנטי. במודל זה, נובע גורם תא (SCF) בא לידי ביטוי constitutively באפידרמיס הבסיסי ומלנוציטים interfollicular אפידרמיס נשמרים בעור לאורך כל חיים 47, בניגוד לעכברים שאינם מהונדסים שבו מלנוציטים בתרגום לדרמיס בזקיקי שיער. עם transgene K14-SCF משולב, האפידרמיס הופך פיגמנט עם מאפיין פיגמנטים המלנין המסוים של פיגמנטזן של בעלי החיים 1. עכברי K14-SCF על הרקע הגנטי C57BL / 6 עם איתות MC1R סוג בר שהעור שחור משחור מתאפיינים ברמות גבוהות מאוד של הפיגמנט אומלנין. באופן לא מפתיע, בעלי החיים אלה הם מאוד UV עמיד. לעומת זאת, יש לי C57BL / 6 בעלי החיים K14-SCF התאמה גנטית כי נמל MC1R פעיל מוטציה כמעט שלא אומלנין באפידרמיס. במקום זאת, יש בעלי החיים אלה &quot;הסיומת&quot; (ה MC1R / ה) גוון עור בהיר הנגרם על ידי בתצהיר של פיגמנט pheomelanin (איור 1 א) והם הרבה יותר רגיש לקרינה UV 48-49. תרכובות תרופתיות עם תכונות כימיות שמאפשרות חדירה לתוך העור הוכחו לגרום potently אומלנין בהארכה (ה MC1R / ה) מודל החיה K14-SCF ישירות על ידי המניפולציה רמות cAMP במלנוציטים באפידרמיס בעור. גברת ביטוי מלנין במודל זה כבר reported ידי הפעלת cyclase adenylyl 1, כמו גם phosphodiesterase 4 עיכוב 35. במאמר זה, אנחנו מדגימים את ההכנה והיישום מקומי של forskolin בהארכה (ה MC1R / ה) בעלי החיים K14-SCF איזה דגם האנושי UV רגיש בהירת עור. אנו מראים כי יישום פעמיים ביום של התרופה מקדם melanization המואץ, שמחשיך העור בשל תצהיר אפידרמיס של פיגמנט המלנין, וכי מלנין אפידרמיס המושרה מגן מפני כוויות שמש נגרם UV באמצעות מדידה של &quot;מינון המינימלי erythematous&quot; (MED) 48.

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

pharmacologic induction of epidermal melanin and protection against sunburn in a humanized mouse model

הגינות של עור, רגישות UV וסיכון לסרטן העור בכל לתאם עם הפונקציה הפיזיולוגית של הקולטן melanocortin 1, חלבון איתות יחד-S G נמצא על פני השטח של מלנוציטים. MC1R מגרה cyclase adenylyl וייצור cAMP אשר, בתורו, מעלה מווסת את ייצור melanocytic של מלנין בעור. על מנת ללמוד את המנגנונים שבאמצעותם איתות MC1R מגנה על העור מפני פגיעת UV, מחקר זה מסתמך על מודל של עכברים עם &quot;עור אנושי&quot;, המבוסס על ביטוי אפידרמיס של גורם בתאי גזע (SCF). עכברים הטרנסגניים K14-SCF לשמור מלנוציטים ב יש לי האפידרמיס ולכן היכולת להפקיד המלנין באפידרמיס. במודל חיה זו, תוצאות מצב MC1R סוג בר בתצהיר חזק של פיגמנט אומלנין השחור ופנוטיפ מוגן UV. לעומת זאת, בעלי החיים K14-SCF עם תערוכה פגומה MC1R איתות יכולת פיגמנטציה אדומה / בלונדינית, אומלנין מעט מאוד בעור ופנוטיפ UV-רגיש. הנמקה כי בתצהיר אומלנין עלול להיות מוגבר על ידי סוכנים מקומיים המחקים איתות MC1R, מצאנו כי יישום ישיר של תמצית forskolin לעור של עכברים בהירי עור MC1R פגומים גרם לאינדוקצית אומלנין החזקה והגנת UV 1. כאן אנו מתארים את השיטה להכנה ויישום תמצית שורש טבעית המכיל forskolin לעכברים בהירי עור K14-SCF ומדווח על שיטה למדידת רגישות UV על ידי קביעת מינון erythematous מינימאלי (MED). שימוש במודל זה חי, זה אפשרי ללמוד איך האינדוקציה cAMP אפידרמיס וmelanization של העור משפיעים על תגובות פיזיולוגיות לחשיפה לקרינת UV.

C57BL / 6 עכברים שנוצרו על רקע eumelanotic, pheomelanotic או amelanotic שילוב transgene K14-SCF כ( איור 1 א) תאר. קבוצות של הארכה בהירת עור (ה MC1R / e, + / + Tyr) טופלו עכברים למריחה עם מינונים של פעמיים ביום או ברכב (70% אתנול, 30% פרופילן גליקול) או 40% תמצית שורש forskohlii Coleus הגולמי (...

Watch this Scientific Journal Video about Pharmacologic Induction of Epidermal Melanin and Protection Against Sunburn in a Humanized Mouse Model at JoVE.com

Pharmacologic Induction of Epidermal Melanin and Protection Against Sunburn in a Humanized Mouse Model

המלנין עוריות הוא מושרה על ידי יישום מקומי של forskolin במודל עכברי של אדם UV רגיש בהיר עור. מניפולציה תרופתי של רמות cAMP בעור ואפידרמיס המחשיכים מאוד להגן מפני דלקות בתיווך UV (כוויות שמש), כפי שנמדד על ידי מינון erythematous מינימום assay (MED).

אינדוקציה תרופתי של עוריות מלנין והגנה מפני כוויות שמש בדגם מואנש מאוס

Fairness of skin, UV sensitivity and skin cancer  risk all correlate with the physiologic function of the melanocortin 1  receptor, a Gs-coupled signaling ...

Research

JoVE Journal

Medicine

A Mouse Model of in Utero Transplantation

A Mouse Model of in Utero Transplantation

במודל עכבר של בתוך הרחם השתלה

The transplantation of stem cells and viruses in utero has tremendous potential for treating congenital disorders in the human fetus.  For example, in ...

Multi-photon Imaging of Tumor Cell Invasion in an Orthotopic Mouse Model of Oral Squamous Cell Carcinoma

Multi-פוטון הדמיה של הפלישה תאים סרטניים במודל עכבר orthotopic של קרצינומה של תאים קשקשיים אוראלי

Loco-regional invasion of head and neck cancer is linked to metastatic risk and presents a difficult challenge in designing and implementing patient ...

Sublingual Immunotherapy as an Alternative to Induce Protection Against Acute Respiratory Infections

אימונותרפיה תת לשונית כחלופה ללהשרות הגנה מפני זיהומים בדרכי הנשימה חריפים

Sublingual route has been widely used to deliver small molecules into the bloodstream and to modulate the immune response at different sites. It has been ...

Establishment and Characterization of UTI and CAUTI in a Mouse Model

ההקמה ואפיון של UTI וCAUTI במודל עכבר

Urinary tract infections (UTI) are highly prevalent, a significant cause of morbidity and are increasingly resistant to treatment with antibiotics. ...

Stem-cell Based Engineered Immunity Against HIV Infection in the Humanized Mouse Model

תאי גזע מהונדסים חסינות בהתבסס נגד HIV זיהום במודל העכבר האנושי

With the rapid development of stem cell-based gene therapies against HIV, there is pressing requirement for an animal model to study the hematopoietic ...

Generation of a Humanized Mouse Liver Using Human Hepatic Stem Cells

דור של כבד עכבר אנושי באמצעות תאי גזע אנושי כבדיה

A novel animal model involving chimeric mice with humanized livers established via human hepatocyte transplantation has been developed. These mice, in ...

Induction of Accelerated Atherosclerosis in Mice: The "Wire-Injury" Model

אינדוקציה של טרשת עורקים מואצת בעכברים: מודל "פגיעת חוט"

Atherosclerosis is a proliferative fibro-inflammatory disease developing in the arterial wall, inducing a deficient blood flow or a lack of blood flow. ...

Intravital Microscopy and Thrombus Induction in the Earlobe of a Hairless Mouse

מיקרוסקופית Intravital ו אינדוקציה פקיק ב התנוך של עכבר חסר שיער

Thrombotic complications of vascular diseases are one leading cause of morbidity and mortality in industrial nations. Due to the complex interactions ...

Cardiopulmonary Bypass in a Mouse Model: A Novel Approach

לב-ריאה במודל של עכברים: גישה מוזרה

As prolonged cardiopulmonary bypass becomes more essential during cardiac interventions, an increasing clinical demand arises for procedure optimization ...

Induction and Micro-CT Imaging of Cerebral Cavernous Malformations in Mouse Model

אינדוקציה והדמיה מיקרו-CT של המוח מומים חלול במודל עכבר

Mutations in the CCM1 (aka KRIT1), CCM2, or CCM3 (aka PDCD10) gene cause cerebral cavernous malformation (CCM) in humans. Mouse models of CCM disease have ...