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Medicina

인간 답게 된 마우스 모델에서 표피 멜라닌 및 보호에 대하여 햇볕의 약물 유도

Published: September 07, 2013
doi:
10.3791/50670
, , ,
1The Markey Cancer Center,University of Kentucky College of Medicine, 2Graduate Center for Toxicology,University of Kentucky College of Medicine, 3Department of Molecular and Biomedical Pharmacology,University of Kentucky College of Medicine, 4Department of Pediatrics,University of Kentucky College of Medicine

Summary

표피의 멜라닌은 공정한 피부가 자외선에 민감한 인간의 쥐 모델 포스 콜린의 국소 응용 프로그램에 의해 유도된다. 최소 홍반 량 (MED) 분석에 의해 측정 된 강력한 UV-매개 성 염증 (자외선)으로부터 보호 어둡게 피부 표피에있는 캠프 수준의 약리학적인 조작.

Abstract

피부, UV 감도 및 피부 암 위험의 공정성 모두 멜라노 1 수용체의 생리 학적 기능, 멜라닌 세포의 표면에서 발견 G의 결합 된 신호 전달 단백질과 연관. MC1R 차례로, 피부에 멜라닌의 멜라닌 생산을 상향 조절, 아데 닐 레이트 사이 클라 제와 캠프의 생산을 자극한다. MC1R 시그널링 UV 손상에 대하여 피부를 보호하는 메커니즘을 연구하기 위하여, 본 연구는 줄기 세포 인자 (SCF)의 표피 식에 근거 "인간화 피부"와 마우스 모델에 의존한다. K14-SCF 형질 전환 생쥐에서 멜라노 유지 따라서 표피는 표피 멜라닌을 증착 할 수있는 능력이있다. 이 동물 모델에서 검은 멜라닌 색소와 UV 보호 된 표현형의 강력한 증착 야생형 MC1R 상태의 결과. 반면, 결함 MC1R 신호 능력 전시 금발 / 레드 색소 침착, 피부에 약간의 유 멜라닌과 함께 K14-SCF 동물자외선에 민감한 표현형. 이 유 멜라닌 침착을 추론하는 것은 MC1R 신호를 모방 국소 요원에 의해 향상 될 수 있습니다, 우리는 MC1R 불량 공정한 피부 생쥐의 피부에 포르 스 콜린 추출물 직접 응용 프로그램이 강력한 멜라닌 유도 및 UV 보호 한 결과 나타났습니다. 여기에 우리가 준비하고 K14-SCF 공정 피부 마우스에 포르 스 콜린 함유 천연 뿌리 추출물을 적용하고 최소 홍반 량 (MED)를 결정하여 UV 감도를 측정하는 방법을보고하는 방법을 설명합니다. 이 동물 모델을 사용하면, 피부의 표피 캠프 유도 melanization은 UV 노광에 생리적 반응에 미치는 영향을 연구 할 수있다.

Introduction

흑색 종의 발병률은 피부암의 가장 치명적인 형태는, 특히 공정한 피부 사람들 사이에서, 미국에서 지난 몇 년 동안 극적으로 증가했다. 강한 분자 역학적 증거는 주요 원인이되는 환경 요인 2-5로 UV 방사선을 연루. 태양에 노출 선탠 침대 사용의 형태로 증가 UV 노출은 흑색 종 발생률 6-7의 증가의 대부분에 대한 책임을 져야 할 것입니다. 흑색 종의 위험이 특히 볕 8, 생활 9-10 초기 특히와 연결 보인다. 햇볕의 위험은 복용량 및 자외선 노출의 강도뿐만 아니라 자외선에 피부 반응에 영향을 미치는 유전 요인에 의해뿐만 아니라 연결되어 있습니다. 피부 착색은 UV 감도의 가장 중요한 결정 요소 중 하나, 썬탠 및 암 위험의 위험이다. 흑색 종은 어두운 피부 individua에에 비해 빛 피부 사람의 약 20 배 더 자주 발생11-13 LS.

멜라닌, 표피 멜라닌 세포에 의해 생성 된 안료는 피부 안색의 주요 결정 인자이다. (1) 유 멜라닌, UV 방사선의 에너지를 흡수에 효과적 어두운 블랙 / 브라운 안료, (2) 페오 멜라닌, 피부에 자외선 광자의 침투를 방지하는 정도 효과 붉은 / 금발의 안료 : 멜라닌은 두 가지 종류로 제공됩니다. 피부 색깔, UV 감도와 흑색 종의 위험은 크게 표피의 멜라닌 함유량 14 ~ 15에 의해 결정됩니다. 표피에서 더 유 멜라닌은 적은 UV 광자는 피부 속으로 침투 할 수있다. 때문에 유 멜라닌의 낮은 타고난 수준의 공정 피부 개인은 더 많은 경향이 UV 방사선 16-18의 급성 및 만성 효과에 있습니다.

피부 색소 침착, 흑색 종의 위험을 "황갈색"UV 노출 후 모두가 멜라노 1 수용체 (MC1R)의 신호 전달 능력과 상관 관계, G의 결합 일곱 횡단의 능력멜라닌 세포 19 ~ 22에 urface 수용체. MC1R는 동족의 높은 친 화성 리간드, α-멜라닌 세포 자극 호르몬 (α-MSH)를 결합하는 경우, 두 번째 메신저 캠프 (23)의 아데 닐 레이트 사이 클라 제와 생산의 활성화가있다. 자외선 노출 후 피부의 정상적인 생리적 반응은 각질 세포 24-29으로 α-MSH의 표피 생산을 포함한다. 우리와 다른 사람들은 각질 세포 유래 α-MSH는 아데 닐 레이트 사이 클라 제 30의 활성화를 통해 캠프 두 번째 메신저의 다운 스트림 생산을 시작, 표피의 멜라닌 세포에 MC1R에 결합 가설. 캠프 수준은 생존 경로, DNA 수리 및 색소 합성 등의 멜라닌 세포의 분화의 여러 측면을 제어 할 수 있습니다. MC1R 신호 및 캠프 명확 안료 효소 수준과 유 멜라닌 생산을 유도한다. MC1R 신호는 그대로이며, 멜라닌 캠프의 수준이 강력한 경우, 유 멜라닌이 생성되어 피부가 어둡게된다. 그러나, MC1R 신호에 결함이있는 경우세포질 캠프 수준이 낮게 유지, 페오 멜라닌 대신 1 생성된다. 유 멜라닌 합성 캠프 수준에게 1,14,31-35 인상 에이전트가 약리학 적으로 자극 할 수있다.

MC1R 단백질은 인간 36-46에서 흑색 종 위험의 주요 조절하기 때문에, 우리는 MC1R 자외선에 의한 발암에 대한 멜라닌 세포를 보호하는 메커니즘에 관심이 있습니다. 우리의 연구를위한 기초로, 우리는 순수한 C57BL / 6 유전 적 배경 (1)에 유전자 변형 MC1R 변종 쥐 모델을 생성합니다. 이 모델에서, 구조적 기저 표피에서 발현되며 상피 interfollicular 멜라닌 세포가 모낭에서 진피 지역화 멜라노되는 비 – 형질 전환 마우스는 대조적으로, 생활 (47)에 걸쳐 피부에 유지되는 세포 인자 (SCF)를 줄기. K14-SCF의 유전자가 혼입으로, 표피는 안료의 특정 멜라닌 색소로 착색되어 특성동물 (1)의 변형. 야생형 MC1R 신호와 C57BL / 6 유전 적 배경에 K14-SCF 마우스는 제트 검은 피부는 멜라닌 색소의 매우 높은 수준을 특징으로했다. 아니나 다를까,이 동물은 높은 UV 저항이다. 대조적으로, 돌연변이 비활성 MC1R 항구 유 전적으로 일치 K14-SCF C57BL / 6 동물 표피에 거의 유 멜라닌이 없습니다. 대신 이러한 "확장자"동물 (MC1R의 E / E)는 페오 멜라닌 색소 (그림 1A)의 침착에 의한 고운 피부 안색을 가지고 더 많은 자외선에 민감한 48 ~ 49이다.

피부에 침투를 허용 화학적 특성을 가진 약물 화합물은 강력하게 직접적으로 피부 표피의 멜라닌 세포에서 cAMP의 수준을 조작하여 확장 (MC1R의 E / E) K14-SCF의 동물 모델에서 유 멜라닌을 유발하는 것으로 나타났다. 이 모델의 멜라닌 상향 조절은 R되었습니다아데 닐 레이트 사이 클라 제의 활성화 1 등 포스 포 디에스 테라 제 4 억제 (35)에 의해 eported. 이 문서에서는, 우리는 확장 (MC1R의 E / E) K14-SCF 동물 모델 공정 피부 자외선에 민감한 사람의 준비와 포스 콜린의 국소 응용 프로그램을 보여줍니다. 우리는 약의 매일 두 번 응용 프로그램, 가속 melanization을 촉진하는 피부 어둡게하는 멜라닌 색소의 표피 증착에 의한 것입니다 및 그 유도 표피 멜라닌은 "최소 홍반 량"(MED) (48)의 측정을 통해 UV에 의한 자외선으로부터 보호 것을 보여줍니다.

Protocol

1. 플렉 barbatus (Cohleus의 포스 콜리) 공장의 원유 뿌리 추출물의 국소 투여를위한 포스 콜린의 제조 쥐 실험 프로토콜은 동물의 관리 및 사용에 윤리적 인 행위에 대한 지침을 다음과 켄터키 대학에서 기관 동물 케어 및 사용위원회 (프로토콜 # 00768M2004)에 의해 승인되었다. 뿌리 추출물은 70 % 에탄올의 표준 피부과베이스, 30 % 프로필렌 글리콜 40 % 중량 / 부피로 이루어진다. 원…

Representative Results

C57BL / 6 마우스 설명 (그림 1A)으로 K14-SCF의 유전자를 도입, eumelanotic pheomelanotic 또는 무색소 배경에 생성 된. 공정한 피부 확장 코호트 (MC1R의 E / E는 티르 + / +) 마우스는 자동차 (70 % 에탄올, 30 % 프로필렌 글리콜) 또는 40 % 원유 콜레 우스 포스 콜리 뿌리 추출물 (80 μM 당 하나의 하루에 두 번 복용으로 국소 치료를 받았다 오일 (그림 2B)를위한)</…

Discussion

공정 피부 인간의 동물 모델을 사용하여, 우리는 포르 스 콜린이 풍부한 원유 뿌리 추출물의 국소 응용 프로그램이 견고하게 피부에있는 멜라닌 생성을 자극하여 표피를 어둡게 것을 찾을 수 있습니다. 표피 melanization는 사람의 피부에서 발생로, 기초의 표피 줄기 세포 인자의 발현에 의존하지만 유전자 변형되지 않은 마우스의 피부에. 유전자 변형되지 않은 마우스의 등쪽 피부는 피부에 색소를 …

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

저자는 기술 지원을 Malinda 활발한를 감사드립니다. 우리는 또한 현재와 과거의 자금 출처를 인정 : 국립 암 연구소 (R01 CA131075, R01 CA131075-02S1), 웬디 윌 케이스 암 연구 기금, 마키 암 재단, 어린이의 기적 네트워크 및 제니퍼와 데이비드 디킨스 흑색 종 연구 재단.

Materials

Reagents
Coleus Forskoli extract 20% Buckton Scott USA Inc. n/a Princeton, NJ
Isothesia, Isoflurane , USP Butler Schein NCD 11695-6776-1 Dublin, OH, USA
Xylazine Anased Injection LA04612 Shenandoah, Iowa, USA
Ketamine HCl, USP Putney NDC 26637-411-01 St. Joseph, MO, USA
Ethanol Decon Labs. 2705
Propylene glycol Adesco 05751L Solon, OH, USA
Depilatory cream, Nair Church & Dwight JF-11 4381322 Priceton, NJ
EQUIPMENT
Germicidal Hg Lamp UV-B Westinghouse F15T8UV-B
Radiometer photometer International light 1LT400A Peabody, MA,USA
Chromameter Konica Minolta CR-400 Ramsey, NJ, USA
Data Processor for Chromameter CR-400 Konica Monilta DR-400 Ramsey, NJ, USA
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Keywords: Melanocortin 1 ReceptorMc1rStem Cell FactorScfEpidermal MelaninUV ProtectionForskolinMinimal Erythematous DoseMEDHumanized Mouse Model
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Amaro-Ortiz, A., Vanover, J. C., Scott, T. L., D’Orazio, J. A. Pharmacologic Induction of Epidermal Melanin and Protection Against Sunburn in a Humanized Mouse Model. J. Vis. Exp. (79), e50670, doi:10.3791/50670 (2013).
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