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

著者は、技術支援のためマリンダ元気に感謝したいと思います。我々はまた、現在および過去の資金源を認める：国立がん研究所（R01 CA131075、R01 CA131075-02S1）、ウェンディウィルケース癌研究基金、マーキーがん基金、チルドレンズミラクルネットワークとジェニファーとデヴィッド·ディケンズメラノーマ研究財団。

1。 プレクトランサスbarbatus（Cohleusフォルス）植物の粗根エキスから局所投与のためのフォルスコリンの調製<ol><li>ネズミの実験のためのプロトコルは、動物の管理と使用における倫理的な行動のためのガイドラインに従い、ケンタッキー大学の施設内動物管理使用委員会（プロトコール＃00768M2004）によって承認された。根抽出物は、70％エタノール、30％プロピレングリコールを標?...

色白の人間の動物モデルを用いて、フォルスコリンが豊富な原油根抽出物の局所適用は堅牢に皮膚にメラニン産生を刺激することにより、表皮を暗くことがわかります。人間の皮膚ではなく、遺伝的に変更されていないマウスの皮膚で​​起こるような表皮メラニンは、基底表皮幹細胞因子の発現に依存している。遺伝的に変更されていないマウスの背部の皮膚は、皮膚に色素を付与するた?...

黒色腫の発生率は、皮膚癌の最も致命的な形は、特に色白の人々の間で、米国では過去数十年の間に劇的に増加している。強い分子および疫学的証拠が主要な原因環境要因2-5として紫外線を関与。太陽への露出や日焼けベッドの使用の形で増加UV露光は、メラノーマの発生率6-7の増加の大部分の原因であると思われる。メラノーマのリスクは、特に日焼け8、生活9月10日の早い特にとリンクしそうです。日焼けのリスクは投与量とUV曝露の強度だけでなく、UV放射への皮膚の応答に影響を与える要因によって継承するだけでなく、連結されている。皮膚の色素沈着は、紫外線感受性の最も重要な決定要因の1、日焼けや癌のリスクのリスクである。メラノーマは、浅黒い肌individuaに比べて色白の人ではおよそ20倍も頻繁に発生しますLS 11月13日 。 メラニン、表皮内のメラニン細胞によって製造される顔料は、肌の血色の主な決定要因である。 （1）ユーメラニン、紫外線のエネルギーを吸収するのに効果的で濃い褐色/黒色顔料、および（2）フェオメラニン、皮膚に紫外線光子の浸透を防止するのに効果が低い赤みがかっ/ブロンド顔料：メラニンは、2つの主要な種類が付属しています。皮膚の色、UV感度および黒色腫のリスクは、主に表皮メラニン含有量14〜15によって決定される。表皮内のより多くのユーメラニンは、少ないUV光子は、皮膚に浸透することができます。なぜならユーメラニンの低生来のレベルで、色白の人々は、はるかに受けやすい紫外線照射16〜18の急性および慢性の影響にある。 皮膚の色素沈着、メラノーマリスクとは&quot;日焼け&quot; UV露光した後、すべてのメラノコルチン1受容体（MC1R）のシグナル伝達能力と相関、G s共役7膜貫通能力メラノサイト19〜22にurface受容体。 MC1Rがその同族高親和性リガンド、α-メラノサイト刺激ホルモン（α-MSH）を結合すると、二次メッセンジャーcAMPの23のアデニル酸シクラーゼと生産の活性化があります。紫外線照射後の皮膚の正常な生理学的応答はケラチノサイト24〜29によるα-MSHの表皮の生産が含まれています。我等は、ケラチノサイト由来のα-MSHはアデニル酸シクラーゼ30の活性化を介したcAMPセカンドメッセンジャーの下流の生産を開始し、表皮のメラニン細胞にMC1Rと結合すると仮定した。 cAMPレベルは、生存経路、DNA修復および顔料合成を含むメラニン細胞分化の多くの局面を制御する。 MC1RおよびcAMPシグナルは、明らかに顔料酵素レベルおよびユーメラニン産生を誘導する。 MC1Rシグナリングが損なわれていないとメラニン細胞cAMPレベルが強固である場合には、ユーメラニンが生成され、肌が暗くされる。しかしながら、MC1Rシグナル伝達に欠陥がある場合と細胞質内cAMPレベルが低いままで、フェオメラニンの代わりに1が生成される。ユーメラニン合成は、cAMPレベルを上昇させる1,14,31-35薬剤によって薬理学的に刺激することができる。 MC1Rタンパク質がヒト36〜46内の黒色腫のリスクの主要な調節因子であることから、我々はMC1RがUV誘導発癌に対するメラノサイトを保護するメカニズムに興味を持っています。我々の研究の基盤として、我々は純粋なC57BL / 6の遺伝的背景1にジェニックMC1R変異マウスモデルを生成した。このモデルでは、幹細胞因子（SCF）は、構成的に基底表皮で発現され、表皮メラニン細胞濾胞は毛包真皮内に局在メラノサイトする非トランスジェニックマウスとは対照的に、生命47を通じて皮膚に保持される。 K14-SCF導入遺伝子が組み込まれて、表皮は顔料の特徴的な特定のメラニン色素で着色になる動物1の株は野生型MC1Rシグナル伝達を有するC57BL / 6の遺伝的背景にK14-SCFマウスは漆黒の肌はメラニン色素の非常に高いレベルを特徴としている。当然のことながら、これらの動物は非常に紫外線抵抗力がある。これとは対照的に、変異型非アクティブMC1Rを抱い遺伝的に一致したK14-SCF C57BL / 6の動物は、表皮にはほとんどユーメラニンがありません。その代わりに、これらの「 拡張子 」動物（MC1RのE / E）はフェオメラニン色素（ 図1A）の析出による美肌顔色を持っており、多くの紫外線感受性48-49です。 皮膚への浸透を可能にする化学的性質を有する薬理学的化合物は、強力に直接皮膚に表皮メラノサイトにおいてcAMPレベルを操作することにより伸長（MC1R E / E）K14-SCFの動物モデルにおいてユーメラニンを誘導することが示されている。このモデルのメラニンアップレギュレーションはRでしたアデニル酸シクラーゼの活性化1だけでなく、ホスホジエステラーゼ4阻害35でeported。この記事では、 拡張子（MC1RのE / E）、K14-SCF動物モデル色白の紫外線感受性ヒトにおける準備とフォルスの局所適用を実証する。我々は、薬物の一日二回アプリケーションは、加速されたメラニン化を促進すること、皮膚の黒ずみはメラニン色素の表皮堆積によるもので、その誘導された表皮のメラニンが「最小紅斑線量」（MED）48を測定することにより紫外線による日焼けから保護することを示している。

<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

皮膚、紫外線感度と皮膚がんリスクの公平性のすべてがメラノコルチン1受容体の生理的機能、メラニン細胞の表面に見られるG s共役シグナル伝達タンパク質と相関する。 MC1Rは、順番に、皮膚のメラノサイトにおけるメラニン産生をアップレギュレートする、アデニリルシクラーゼおよびcAMP産生を刺激する。 MC1RシグナリングはUV損傷から皮膚を保護するメカニズムを研究するために、この研究は、幹細胞因子（SCF）の表皮の発現に基づいて「ヒト皮膚」のマウスモデルに依存している。K14-SCFトランスジェニックマウスにおけるメラノサイトを保持する表皮したがって、表皮メラニンを堆積させる能力を有する。この動物モデルにおいては、黒色メラニン顔料とUV-保護された表現型の強固な堆積野生型MC1R状態をもたらす。これとは対照的に、欠陥のMC1Rのシグナリング能力の展示ブロンド/赤色素沈着、皮膚にはほとんどユーメラニンとしたK14-SCF動物紫外線感受性表現。ユーメラニン沈着がMC1Rシグナリングを模倣する局所薬によって強化されるかもしれない推論は、MC1R良品色白のマウスの皮膚へのフォルス抽出物の直接的なアプリケーションが堅牢なユーメラニン誘導およびUVプロテクト1をもたらしたことがわかった。ここでは、K14-SCF色白のマウスにフォルスコリン含有天然根抽出物を調製し、適用するための方法を記載し、最小紅斑量（MED）を決定することによりUV感受性を測定する方法を報告している。この動物モデルを使用して、皮膚の表皮cAMP誘導及びメラニンは、UV照射への生理学的応答にどのように影響するかを研究することが可能である。

C57BL / 6マウスを、記載（ 図1A）のようなK14-SCF導入遺伝子を組み込んだ、eumelanotic pheomelanotic又はメラニン欠乏背景上に生成した。色白の延長（MC1R E / E、Tyrの+ / +）マウスのコホート車両（70％エタノール、30％プロピレングリコール）または40％の粗コリウスフォルス根エキスのどちらか1日2回投与で局所的に処理した（801μmあたり5日間（ <stron...

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

表皮のメラニンは、色白の紫外線感受性人間のマウスモデルにおいてフォルスコリンの局所適用によって誘導される。最小紅斑量（MED）アッセイによって測定されるように強く、UV媒介炎症（日焼け）から保護暗く、皮膚および表皮におけるcAMPレベルの薬理学的操作。

ヒト化マウスモデルにおける表皮のメラニンと保護に対する日焼け薬理学的誘導

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

のマウスモデル子宮内で移植

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

口腔扁平上皮癌の同所性マウスモデルにおける腫瘍細胞の浸潤の多光子イメージング

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

代替として舌下免疫療法は、急性呼吸器感染症に対する保護を誘導するために

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

マウスモデルにおけるUTIとCAUTIの樹立とその性状

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

ヒト化マウスモデルにおけるHIV感染に対する幹細胞ベースの設計さイミュニティ

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

ヒト肝幹細胞を用いたヒト化マウス肝臓の生成

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

マウスにおける加速アテローム性動脈硬化症の誘導:ワイヤー傷害モデル

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

ヘアレスマウスの耳たぶにおける生体顕微鏡および血栓誘導

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

マウス モデルにおける心肺バイパス: 新しいアプローチ

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

誘導およびマウス モデルにおける脳海綿静脈奇形のマイクロ CT イメージング

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 ...