Abstrakts

Fons:Ir maz attēlveidošanas un attēlu apstrādes metožu, lai precīzi noteiktu un kvantitatīvi noteiktu dermas ekstracelulāro matricu (ECM), galvenokārt kolagēnu. Šī pētījuma mērķis bija izstrādāt un demonstrēt holistisku attēlveidošanas un attēlu apstrādes pieeju, lai vizualizētu un kvantitatīvi noteiktu kolagēna pārveidošanu makro, mikro un nano mērogā, izmantojot histoķīmisko attēlveidošanu, atstarošanas konfokālo mikroskopiju (RCM) un atomu spēka mikroskopiju (AFM). , attiecīgi.

Cistanche glikozīds var arī palielināt SOD aktivitāti sirds un aknu audos un būtiski samazināt lipofuscīna un MDA saturu katrā audā, efektīvi attīrot dažādus reaktīvos skābekļa radikāļus (OH-, H2O₂ utt.) un aizsargājot no izraisītiem DNS bojājumiem. ar OH-radikāļiem. Cistanche feniletanoīda glikozīdiem ir spēcīga brīvo radikāļu attīrīšanas spēja, augstāka reducējošā spēja nekā C vitamīnam, tie uzlabo SOD aktivitāti spermas suspensijā, samazina MDA saturu un zināmā mērā aizsargā spermas membrānas darbību. Cistanche polisaharīdi var uzlabot SOD un GSH-Px aktivitāti eksperimentāli novecojošu D-galaktozes izraisītu peļu eritrocītos un plaušu audos, kā arī samazināt MDA un kolagēna saturu plaušās un plazmā, kā arī palielināt elastīna saturu. laba attīrošā iedarbība uz DPPH, pagarina hipoksijas laiku novecojošām pelēm, uzlabo SOD aktivitāti serumā un aizkavē plaušu fizioloģisko deģenerāciju eksperimentāli novecojošām pelēm Ar šūnu morfoloģisko deģenerāciju eksperimenti ir parādījuši, ka Cistanche ir labas antioksidanta spējas un tas var būt zāles ādas novecošanās slimību profilaksei un ārstēšanai. Tajā pašā laikā ehinakozīdam Cistančā ir ievērojama spēja attīrīt DPPH brīvos radikāļus un novērst reaktīvās skābekļa sugas un novērst brīvo radikāļu izraisītu kolagēna noārdīšanos, kā arī tam ir laba iedarbība uz timīna brīvo radikāļu anjonu bojājumiem.

Noklikšķiniet uz Kā lietot antioksidantu Cistanche

【Lai iegūtu plašāku informāciju:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】

Materiāls un metodes:Lai pierādītu koncepciju, komerciāls pretnovecošanās līdzeklis, par kuru zināms, ka tas izraisa kolagēna neosintēzi un reorganizāciju, tika pārbaudīts ex vivo cilvēka ādas biopsijās no divām vecām mātītēm.

Rezultāti:Salīdzinot ar neapstrādātu ādu, kolagēna šķiedras (RCM) un fibrillas (AFM) pēc apstrādes bija garākas un izlīdzinātas. Kolagēna un elastīna saturs (histoķīmiskā attēlveidošana un ELISA) pēc ārstēšanas statistiski uzlabojās.

Secinājums:Pamatojoties uz mūsu atklājumiem, mēs varam secināt: (1) AFM, RCM un histoķīmiskā attēlveidošana var precīzi atšķirt kolagēnu no citiem ECM komponentiem ādā un (2) attēlu apstrādes metodes var nodrošināt kvantitatīvu noteikšanu un tādējādi iegūt nelielus uzlabojumus kolagēna pārveidošanā pēc. ārstēšana (komerciāls kosmētikas līdzeklis ar kolagēna organizatora tehnoloģiju kā koncepcijas pierādījums). Paziņotajai holistiskās attēlveidošanas pieejai ir tieša klīniska ietekme uz zinātniekiem un dermatologiem, lai viņi varētu pieņemt ātrus, reāllaika un precīzus lēmumus ādas izpētē un diagnostikā.

ATSLĒGVĀRDI

pretnovecošanās, atomu spēka mikroskopija, kolagēna reorganizācija, dermas remodelēšana, ārpusšūnu matrica, atstarošanas konfokālā mikroskopija (Vivascope)

1. IEVADS

Dermas ekstracelulārās matricas (ECM) kontrolēta pārveidošana ir būtiska normālai ādas un citu orgānu attīstībai un homeostāzei. ECM remodelēšana ir raksturīga ādas novecošanās,1 brūču dzīšanas un dažu nāvējošu slimību, tostarp, bet ne tikai, vēža un fibrozes, patofizioloģijas iezīme.2 Šo ādas slimību ārstēšanai ir daudz estētisku un medicīnisku iespēju, tomēr attēlveidošanas metodes ir ierobežotas. ECM remodelēšanas reāllaika vizualizācija, galvenokārt kolagēns, kas ir visizplatītākā dermas ECM strukturālā sastāvdaļa. Lai gan tiek izstrādātas dažas jaunas neinvazīvas reāllaika klīniskās attēlveidošanas metodes, lai vizualizētu kolagēnu un tā organizāciju, ir daudzfotonu mikroskopija ar otro harmonisko paaudzi (MPM-SHG), 3 atstarojošā konfokālā mikroskopija (RCM), 4 optiskās koherences tomogrāfija. (OCT), 5,6 Lindfīlda konfokālās optiskās koherences tomogrāfija (LC-OCT), kuras pamatā ir RCM un OCT modalitātes kombinācija,7 magnētiskās rezonanses attēlveidošana (MRI),8 un ultraskaņas attēlveidošana.9 No tiem RCM, MPM un LC-OCT ir CE sertificēti ādas attēlveidošanas instrumenti. Tomēr to visu vidū RCM tehnika (Vivascope® 1500 un 3000 no Lucid, Inc. USA) ir vienīgā FDA apstiprinātā klīniskās dermatoloģijas diagnostikas metode (510(k)# K080788), ko sedz arī lielākā daļa apdrošināšanas gadījumu šajā valstī. ASV, lai diagnosticētu ādas bojājumus.10 Tā ir neinvazīva un rentabla alternatīva klasiskajām biopsijas un histopatoloģijas metodēm, lai diagnosticētu un uzraudzītu ādas vēzi un to ārstēšanu.10 Starp pirmsklīniskajām attēlveidošanas metodēm, lai vizualizētu kolagēna organizāciju, atomu spēka mikroskopija ( AFM), 11 elektronu mikroskopija, 11, 12 histoķīmiskā attēlveidošana, izmantojot fluorescences mikroskopiju, 13 polarizētās gaismas mikroskopija, 14 konfokālā lāzera skenēšanas mikroskopija (CLSM), 15, 16 multimodālā konfokālā atstarošanās un fluorescences mikroskopija, 17 un maza leņķa rentgenstaru izmeklējumi. plaši pazīstams.

Viens no galvenajiem brīdinājumiem, kas ierobežo iepriekšminēto klīnisko attēlveidošanas metožu izmantošanu, ir tas, ka tam ir nepieciešams nogurdinošs manuāls novērtējums, jo priekšnoteikums ir zināšanas un pieredze, lai precīzi analizētu ādas struktūru melnbaltos attēlus.19,20 Tāpēc ir jāpieliek lielākas pūles. nepieciešams attēlu apstrādes jomā, lai izstrādātu un apstiprinātu algoritmus un programmatūru, lai automatizētu analīzi,5 radītu viegli interpretējamus digitāli krāsotus attēlus,16,17 un iegūtu kvantitatīvu informāciju, lai uzraudzītu slimības progresēšanu un terapiju, tostarp kolagēna organizāciju saistībā ar mūsu darbību. pētījumi.3,6,12–14 Tas ļaus nedermatologiem un dermatologiem pieņemt lēmumus ātrāk un ar lielāku pārliecību, jo lēmumi tiks pieņemti no lielāka izlases veida izlases veida attēliem. Ir veikti daži fundamentāli pētījumi, lai parādītu RCM un MPM izmantošanu, lai izprastu ar vecumu saistītas ādas izmaiņas (tostarp kolagēna struktūru) jauniem cilvēkiem, salīdzinot ar veciem vai fotoveciem cilvēkiem.21,22 Tomēr ir ierobežotas pūles, lai paplašinātu jaudu no šīm attēlveidošanas metodēm, lai fiksētu uzlabojumus ārstēšanā, kam nepieciešama sarežģīta attēlu apstrāde, lai iegūtu kvantitatīvu informāciju.3,13,16

Šī pētījuma mērķis bija izstrādāt un demonstrēt holistisku attēlveidošanas un attēlu apstrādes pieeju, lai vizualizētu un kvantitatīvi noteiktu ādas remodelācijas (galvenokārt kolagēna) uzlabojumus. Lai pierādītu koncepciju, tika izmantots klīniski pierādīts komerciāls pretnovecošanās kosmētikas līdzeklis ar kolagēna organizatora tehnoloģiju, lai novērtētu attēla apstrādes iespējamību, lai kvantitatīvi noteiktu nelielas kolagēna izmaiņas pirms un pēc ārstēšanas.

2 MATERIĀLI UN METODES

2.1 Ādas biopsijas un to ārstēšana

Šajā pētījumā izmantotās ādas biopsijas bija vēdera plastiskās ķirurģijas pārpalikums, kas iegūts no diviem donoriem pēc viņu piekrišanas (klīnikas paturēja piekrišanu). Donors Nr. 1 (62 gadi) un donors Nr. 2 (52 gadi) bija sievietes un Fitzpatrick II ādas tips. Biopsijas tika uzturētas standarta kultivēšanas apstākļos un katru dienu apstrādātas ar testa produktu vai kontroli (neapstrādātu vai placebo) 6 dienas, un 7. dienā tika savāktas attēlveidošanai un ELISA. Biopsijas no donora Nr. 1 tika izmantotas ELISA, RCM un AFM, savukārt biopsijas no donora Nr. 2 tika izmantotas histoķīmiskai attēlveidošanai.

2.2 RCM un AFM attēlveidošana

Ādas biopsijas no donora Nr. 1 tika novāktas 7. dienā un tika attēlotas tieši bez sadalīšanas un krāsošanas. AFM (Bruker, Multimode 8 AFM) un RCM (Vivascope® 1500) tika izmantoti, lai iegūtu augstas izšķirtspējas nano- un mikromēroga kolagēna attēlus ādā, kas apstrādāta ar testa produktu un neapstrādāta kā kontrole. Visiem eksperimentiem AFM bija aprīkots ar nelielu konsoli (PPP-FMR- 20, nanosensori): atsperes konstante, k=0,5–9,5 N/m, rezonanses frekvence, f {{13} }–115 kHz gaisā un tika darbināts pieskāriena režīmā istabas temperatūrā. Ādas paraugi tika uzstādīti sāniski uz magnētiskā diska (1 mm × 1 mm) un novietoti uz skatuves. AFM attēli tika iegūti, izmantojot ādas biopsijas sānu/sānu skatu, lai izvairītos no sadalīšanas. RCM attēlveidošanai tika iegūti septiņi nejauši attēli no apstrādātām un neapstrādātām biopsijām no augšas (Stratum corneum pusē) un apakšas (dermas pusē), lai iegūtu augstas kvalitātes kolagēna attēlus. RCM attēli tika apstrādāti un analizēti, izmantojot ConfoScan® kolagēna tekstūrai, lai ziņotu par vidējo sadrumstalotības indeksu. Sadrumstalotības indeksu nosaka, objektu laukumu dala ar objektu skaitu, kas iegūti pēc neapstrādātu attēlu apstrādes kolagēna tekstūrai. S1 attēlā parādīta attēla apstrāde, izmantojot ConfoScan®, lai iegūtu kolagēna fragmentācijas indeksa (CFI) kvantitatīvās vērtības.

2.3. Histoķīmiskā attēlveidošana

Lai pārbaudītu pretnovecošanās līdzekļa ietekmi uz foto novecojušas ādas apstrādi (fotobojātā kolagēna un elastīna atgūšana), 2. donora biopsijas tika pakļautas imitētai UV devai (6 J/cm2 ar 96 procentiem UVA). ). Eksperimentos pārbaudītie paraugi un apstākļi bija: (A) negatīvā kontrole (neapstrādāta, bez UV stariem un bez testa produkta), (B) pozitīvā kontrole (āda, kas pakļauta UV iedarbībai, bet bez testa produkta), un (C) apstrādāta ( UV starojuma iedarbībai pakļauta āda, kam seko ikdienas apstrāde ar testa līdzekli). Ādas biopsijas tika novāktas 7. dienā, sadalītas, iekrāsotas kolagēna (Picosirius krāsošana) un elastīna (imūnkrāsošana) noteikšanai un attēlotas. Attēli tika apstrādāti un analizēti, izmantojot patentētu attēlu analīzes algoritmu, lai iegūtu kvantitatīvu informāciju par kolagēna un elastīna saturu papilārajā dermā. Īsumā, analītiskais process, lai iegūtu kvantitatīvu informāciju par kolagēna un elastīna saturu, ietver RGB attēlu pārvēršanu LAB krāsu telpā, fona filtrēšanu, lai iegūtu skaidrus kolagēna un elastīna attēlus, un pēc tam kolagēna un elastīna satura normalizēšanu papilārajā dermā. vienā apgabalā vai vairākiem pikseļiem. Katram stāvoklim bija sešas biopsijas vai ādas paraugi un divas sadaļas vai attēli no katra parauga, kā rezultātā tika iegūti N=12 attēli un datu punkti statistiskai pārbaudei. S2 attēlā parādīta attēlu apstrādes pieejas shematiska shēma, lai iegūtu kolagēna satura kvantitatīvās vērtības.

2.4 ELISA

Pēc audu savākšanas 7. dienā tika izmantots 4 mm diametra perforators, lai iegūtu mazākas biopsijas, un atlasītas divas biopsijas ar ∼ 25 mg/biopsija. Perforētās biopsijas (50 mg kopējais svars) tika sajauktas līzes buferšķīdumā, kas satur 0,1% Tritona un proteāzes inhibitoru kokteili, kam sekoja audu homogenizācija, izmantojot automatizētu divējādas apstrādes homogenizatoru ar mehāniskām un ultraskaņas funkcijām, lai pilnībā lizētu audus. audi. Lizētie audi tika centrifugēti, supernatants tika savākts, sadalīts divās daļās un līdz izmantošanai uzglabāts -80 ◦ C temperatūrā. Papildus normalizēšanai attiecībā uz svaru (50 mg), paraugi tika normalizēti arī līdz kopējam olbaltumvielu saturam supernatantā. Supernatants tika analizēts attiecībā uz Pro-Collagen 1, elastīnu, alfa gludo muskuļu aktīnu (A-SMA), Tenascin-X un hialuronskābi, izmantojot komerciālos ELISA komplektus. Statistika tika veikta N=6 datu punktiem (3 biopsijas × 2 alikvotas daļas).

3 REZULTĀTI

Histoķīmiskā attēlveidošana (1. attēls) sniedza makroskopisku informāciju par kolagēna un elastīna sadalījumu un daudzumu. Pēc ādas biopsijas apstrādes ar UV starojumu tika novērota skaidra kolagēna un elastīna šķiedru saišķu sarkanās krāsas samazināšanās.

1. tabulā parādītas kolagēna un elastīna satura kvantitatīvās vērtības trīs ārstēšanas apstākļos. Šīs vērtības ļāva mums izmērīt kolagēna un elastīna satura uzlabojumus un veikt statistiskus salīdzinājumus. Kolagēna (–23 procenti pret neapstrādātu) un elastīna (–30 procenti pret neapstrādātu) satura samazināšanās pēc UV iedarbības bija ievērojama (2. attēls). Pēc 6 dienu ilgas apstrādes ar testa produktu UV iedarbībai pakļautās ādas biopsijas spēja atgūt kolagēnu (plus 18 procenti salīdzinājumā ar UV apstrādāto) un elastīnu (plus 46 procenti salīdzinājumā ar UV apstrādāto). Lai gan kolagēna struktūra histoķīmiskajos attēlos nav skaidra (jo kolagēns ir visbagātākais un blīvāk iesaiņots ādā), raksturīga perpendikulāra elastīna šķiedru izlīdzināšana, kas virzās uz epidermu, tiek novērota dabiskajā (1.A attēls) un UV bojātajā ādā pēc apstrāde ar testa produktu (1.C attēls).

ELISA (3. attēls) salīdzina biomarķieru līmeņus, kas izteikti ādas biopsijās, kas apstrādātas ar testa produktu vai placebo (kuram trūkst aktīvo sastāvdaļu kokteiļa, kas pazīstams ar dermas remodelāciju). Salīdzinot ar placebo, elastīna un kolagēna līmenis palielinājās 2–3 reizes, jo īpaši 1. tipa prokolagēna līmenis (testa produkts salīdzinājumā ar placebo). Lai gan tas nebija nozīmīgs, tika novērots arī ievērojams hialuronskābes un tenascīna-X pieaugums (P < 0.1).

RCM spēja veiksmīgi atklāt kolagēna šķiedru (kolagēna fibrilu kūļa) organizāciju ādā (4. attēls). Pateicoties tā konfokālās un ceturtdaļas viļņu plāksnes optiskajām īpašībām, šī metode spēja veiksmīgi atšķirt kolagēnu (spēcīgu endogēnu kontrastvielu ar divkāršu lūzumu) no citām matricām, nesagriežot un nekrāsojot ādu. Īss sadrumstalots kolagēns un tā saspiestais izvietojums (raksturīgs bojātam un slikti sakārtotam kolagēnam novecojušās/fotonovecojušās ādas gadījumā) tiek novērots neapstrādātas ādas biopsijā. Pēc 6 dienu ilgas apstrādes ar testa produktu kolagēna šķiedru izvietojums šajā 62-gadus vecās sievietes ādas biopsijā (donors Nr. 1) izskatās salīdzinoši sakārtotāks nekā neapstrādātas kolagēna šķiedras, kuru garums pārsniedz 100 µm. paralēli viens otram. Lai gan kontrasts ir vājš, mēs varam novērot fibroblastu formu un izmēru (izcelts ar bultiņām 4. attēlā), lielus un izplatītus fibroblastus ar regulārām formām apstrādātajā ādā salīdzinājumā ar neapstrādātu ādu. Īpaši interesantas ir spilgtas apaļas šūnas 4.C attēlā. Tās varētu būt tuklo šūnas vai iekaisuma šūnas. Nav skaidrs, vai šīs iekaisuma šūnas raksturo normālus ādas veselības stāvokļus, vai arī tās tika izteiktas, reaģējot uz ievērojamu spēku, kas pielikts lāzera galvai, lai mēģinātu panākt labāku kontaktu starp lāzera galvu un ādu, lai iegūtu augstas kvalitātes kolagēna attēlus. šķiedras.

2. tabulā parādīts vidējais sadrumstalotības indekss, kas noteikts ar ConfoScan® analīzi septiņiem nejaušiem apstrādātas un neapstrādātas ādas attēliem. Kolagēna vidējais sadrumstalotības indekss apstrādātajā un neapstrādātā grupā bija attiecīgi 0.032 un 0,064. Fragmentācijas indeksa samazināšanās liecina par kolagēna organizācijas uzlabošanos.

Lai padziļināti izpētītu kolagēna izkārtojumu, tika iegūti AFM attēli, lai vizualizētu kolagēna izvietojumu nanomērogā (5. attēls). Mēs varam redzēt atsevišķas kolagēna fibrillas (tas saišķis, kas veido kolagēna šķiedru) nanometru biezumā. Turklāt mēs varam redzēt arī kolagēna fibrilu raksturīgo traverso joslu modeli (D ∼ 68 nm), kas atbilst literatūrai11 un apstiprina, ka AFM spēja atšķirt kolagēnu no citām ECM šķiedrām. Vienprātīgi ar RCM, salīdzinoši paralēla kolagēna fibrilu organizācija tika novērota arī saskaņā ar AFM apstrādātai un neapstrādātai ādai.

4 DISKUSIJA

Šajā pētījumā mēs izpētījām trīs attēlveidošanas metožu izmantošanas iespējas, lai vizualizētu kolagēna izmaiņas cilvēka ādas biopsijās, kas apstrādātas ar komerciālu pretnovecošanās līdzekli, kas satur dažus etalona sintētiskos peptīdus, par kuriem zināms, ka tie izraisa kolagēna pārveidošanu. Histoķīmiskās attēlveidošanas un RCM attēlveidošanas metodes tika apvienotas ar attēlu apstrādi, lai iegūtu daļēji kvantitatīvu informāciju par kolagēna saturu un fragmentāciju kā indeksu, lai novērtētu kolagēna uzlabošanos pēc apstrādes ar pretnovecošanās līdzekli.

Interesanti, ka mūsu pētījums parādīja ļoti spēcīgu korelāciju starp histoķīmisko attēlveidošanu un ELISA, lai ziņotu par ievērojamu kolagēna un elastīna līmeņa paaugstināšanos pēc apstrādes ar testa produktu. 1. tipa prokolagēns ir tikko sintezēta kolagēna marķieris, un tā pārmērīga ekspresija, ko izraisa fibroblasti, reaģējot uz Matrixyl® (Sederma/Croda), ir labi raksturots pretnovecošanās efekta mehānisms.23,24 Bija arī ievērojams pieaugums. A-SMA ekspresijā, kas ir unikāls miofibroblastiem, kas ir īpaši diferencētas fibroblastu šūnas. A-SMA loma fibroblastu izraisītā ECM kontrakcijā un remodelācijā ir labi saprotama25, un tiek ziņots par tiešu korelāciju starp A-SMA ekspresiju un fibroblastu kontrakcijas aktivitāti.26 Hialuronskābes palielināšanās, lai gan tas nav būtisks, galvenokārt varētu būt iemesls. attiecināms uz hialuronskābes kā mitrinošas sastāvdaļas klātbūtni pretnovecošanās produktā. TNSX ir jauns ECM proteīns, kas ir lokalizēts starp kolagēna fibrilām vai uz tām ādas dermā27, un tiek ziņots, ka TNSX izraisa no devas atkarīgu kolagēna fibriloģenēzi, 28, 29, lai gan pastāv strīds par to, vai TNSX īpaši saistās ar prokolagēna tipu. 1 vai arī citas kolagēna un ECM biomolekulas.28,29 Ir ziņots par no devas atkarīgu TNSX pieaugumu, reaģējot uz SKINectura™ (Lucas Meyer Cosmetics), kas ir pretnovecošanās testa produkta aktīvs sastāvdaļa (starptautiskā patenta pieteikums Nr. PCT). /IB2017/056370). Tāpēc var izvirzīt hipotēzi, ka Matrixyl® (Sederma/Croda) un SKINectura™ (Lucas Meyer Cosmetics) testa produktā darbojas kopā, lai atvieglotu svaigi sintezēta kolagēna, prokolagēna 1. tipa sintēzi un izlīdzināšanu. Būtisks kolagēna un elastīna samazinājums. pēc UV apstrādes (fotobojātas ādas modelis), kam seko to atjaunošana pēc apstrādes ar pretnovecošanās līdzekli (līdzekļu līmenis atgriežas dabiskajā ādā, kas nav pakļauta UV iedarbībai), norāda uz histoķīmiskās attēlveidošanas (polarizētās mikroskopijas) un attēlu apstrādes tehnikas spēju mēra nelielas izmaiņas ECM komponentu saturā (1. un 2. attēls). Tika pieliktas cītīgas pūles, lai mēģinātu attēlot kolagēna un elastīna organizāciju (pēc imunofluorescences marķēšanas), izmantojot nesen iegādāto Thunder Leica fluorescences attēlveidošanas sistēmu. Tomēr izšķirtspēja nebija pietiekami augsta, un līdz ar to neko nevarēja droši secināt par organizāciju. Uz fluorescences bāzes veidotā CLSM attēlveidošana piedāvā augstāku izšķirtspēju nekā parastā platlauka fluorescences attēlveidošana, lai varētu skaidri vizualizēt kolagēna un elastīna organizāciju. Parasto platlauka fluorescences attēlveidošanu ierobežo sekundārās fluorescences dominēšana un paraugu biezums, kas CLSM nerada bažas.

Mēs varējām vizualizēt kolagēna organizāciju, izmantojot RCM (4. attēls). RCM ir labāka izvēle nekā CLSM, jo (1) RCM neizmanto nevienu etiķeti vai krāsojumu (atšķirībā no fluorescences-CLSM, kam nepieciešama imunofluorescences marķēšana), tādējādi novēršot jebkādas nenoteiktības vai nespecifiskuma iespējamību etiķešu dēļ, un (2) RCM ir plaši izplatīta izmantoja kolagēna klīnisko dermas attēlveidošanas metodi. Kolagēna šķiedras, garo un plānu šķiedru tekstūras uzlabojums pēc apstrādes ar pretnovecošanās līdzekli (salīdzinājumā ar blīvām un īsām fragmentētām kolagēna šķiedrām neapstrādātā ādā) norāda uz tā darbības veidu strukturālā līmenī. RCM izšķirtspēja bija pietiekami augsta, lai pat uztvertu fibroblastu šūnas, ādas kolagēna sintēzes rūpnīcu. Kolagēna šķiedras, kas aptītas ap fibroblastiem, varētu būt nesen sintezētās kolagēna šķiedras, jo tās ir plānākas diametrā nekā apkārtējās kolagēna šķiedras un to saišķi (4. attēls). Pamatojoties uz ConfoScan® randomizēto RCM attēlu analīzi, mēs varam secināt, ka neapstrādātai ādai ir daudz augstāks fragmentēta kolagēna indekss, salīdzinot ar apstrādāto ādu. Lai gan RCM attēlos mēs varam redzēt paralēlu kolagēna šķiedru izlīdzināšanu pēc apstrādes ar testa produktu, to nevar secināt, ja vien nav aprēķināta izotropijas / anizotropijas attiecība, kas bija ārpus šī pētījuma jomas. Tomēr AFM īpaši augstā izšķirtspēja nanomēroga līmenī atklāj pierādījumus par kolagēna izlīdzināšanu atsevišķu fibrilu līmenī. Pamatojoties uz pozitīvo korelāciju starp RCM un AFM attēliem par kolagēna šķiedru paralēlo izlīdzināšanu (neapstrādātu un apstrādātu), pastāv liela iespēja, ka pretnovecošanās produktam ir apgalvotā kolagēna pārkārtošanās īpašība. Turpmākiem pētījumiem pētījums jāveic, lai uzraudzītu vienu un to pašu vietu (kolagēna šķiedras) laika gaitā (garengriezuma pētījums) pirms un pēc apstrādes ar testējamo produktu, lai noskaidrotu, vai esošā kolagēna vai nesen sintezēto kolagēna šķiedru izlīdzināšana ir traucēta. vairāk saskaņots. Tomēr šādam garengriezuma pētījumam būs jāintegrē RCM un AFM instrumenti, lai nodrošinātu dzīvu audu attēlveidošanas iespējas un laika intervāla attēlveidošanu, lai fiksētu reāllaika izmaiņas kolagēna pārveidošanā.

5 SECINĀJUMI

Pamatojoties uz mūsu šī koncepcijas pierādījuma pētījuma rezultātiem, mēs varam secināt, ka AFM, RCM un histoķīmiskās attēlveidošanas metodes spēj uzraudzīt kolagēna organizācijas izmaiņas attiecīgi nano, mikro un makro mērogā. AFM un RCM attēli liecina par kolagēna izlīdzināšanu nano un mikro mērogā pēc apstrādes ar testa produktu. Randomizētu RCM un histoķīmisko attēlu analīze, izmantojot patentētas attēlu apstrādes metodes, turklāt norāda, ka ādai pēc apstrādes ar testa produktu ir mazāka kolagēna sadrumstalotība un augstāks kolagēna blīvums, salīdzinot ar neapstrādātu. Lai gan ir pieliktas dažas pūles, lai izstrādātu un apstiprinātu attēlu apstrādes algoritmus3, 5, 6, 12–14, 16, 17, šajā virzienā ir nepieciešami papildu pētījumi, lai panāktu uz datiem balstītus pirmsklīniskos un klīniskos pētījumus un diagnostikas lēmumus. Mūsu holistiskā pieeja augstas izšķirtspējas un augsta satura attēlveidošanas metožu pielietošanai kombinācijā ar jaudīgiem un stabiliem attēlu apstrādes algoritmiem un programmatūru ir solis šajā virzienā.

Lai gan šī pētījuma apjoms aprobežojās ar kolagēna organizācijas izpēti, reaģējot uz pretnovecošanās testa produktu cilvēka ādas biopsijā ex vivo, šīs attēlveidošanas metodes ietekmē ECM remodelācijas uzraudzību un kvantitatīvo noteikšanu, kas ir normālas attīstības pazīme, brūču dzīšana, kā arī galvenais marķieris dzīvībai bīstamu stāvokļu, piemēram, fibrozes un vēža, patofizioloģijā, kas rodas nekontrolētas ECM pārveidošanas rezultātā.2

INTEREŠU KONFLIKTI

Autori paziņo, ka nekādu interešu konfliktu nevar uztvert kā tādu, kas aizskartu ziņotā pētījuma objektivitāti.

ATSAUCES

1. Shin JW, Kwon SH, Choi JY, Na JI, Choi HR, Park KC. Ādas novecošanās molekulārie mehānismi un pretnovecošanās pieejas. Int J Mol Sci. 2019;20(9):2126.

2. Cox TR, Erler JT. Ekstracelulārās matricas pārveidošana un homeostāze: ietekme uz fibrotiskām slimībām un vēzi. Dis Model Mech. 2011;4(2):165–78

3. Pittet JC, Freis O, Vazquez-Duchene MD, Perie G, Pauly G. Evaluation of elastin/collagen content in human dermis in-vivo by multiphoton tomography-variation with deep and correlation with aging. Kosmētika. 2014;1(3):211–21

4. Longo C, Casari A, Beretti F, Cesinaro AM, Pellacani G. Ādas novecošana: epidermas un dermas izmaiņu mikroskopiskais novērtējums, izmantojot konfokālo mikroskopiju. J Am Acad Dermatol. 2013;68(3):e73–82.

5. Yamazaki K, Li E, Miyazawa A, Kobayashi M. Vairāku optisko īpašību un grumbu morfoloģijas padziļināta izpēte acu stūra zonās ar daudzkontrastisku Džonsa matricas optiskās koherences tomogrāfiju. Skin Res Technol. 2020;27(3):435–443.

6. Yow AP, Cheng J, Li A, Srivastava R, Liu J, Wong DWK u.c. Automatizēta in vivo 3D augstas izšķirtspējas optiskās koherences tomogrāfijas ādas sistēma. Ikgadējais Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc. 2016;2016:3895–8

7. Ruini C, Schuh S, Sattler E, Welzel J. Līnijas lauka konfokālās optiskās koherences tomogrāfijas praktiskie pielietojumi dermatoloģijā un salīdzinājums ar noteiktajām attēlveidošanas metodēm. Skin Res Technol. 2021;27:340–52.

8. Tal S, Maresky HS, Bryan T, Ziv E, Klein D, Persitz A, et al.MRI sejas kosmētikas injicējamo pildvielu noteikšanā. Head Face Med. 2016;12(1):27.

9. Mandava A, Ravuri PR, Konathan R. Augstas izšķirtspējas ultraskaņas attēlveidošana ādas bojājumiem. Indijas J Radiol Imaging. 2013;23(3):269–7.

10. Edwards SJ, Mavranesouli I, Osei-Assibey G, Marceniuk G, Wakefield V, Karner C. Vivascope 1500 un 3000 sistēmas ādas bojājumu noteikšanai un pārraudzībai: sistemātisks pārskats un ekonomiskais novērtējums. Veselības tehnoloģiju novērtējums. 2016; 20(58):1–260.

11. Ushiki T. Kolagēna šķiedras, retikulārās šķiedras, elastīgās šķiedras. Visaptveroša izpratne no morfoloģiskā viedokļa. Arch Histol Cytol. 2002;65(2):109–26

12. Starborg T, Kalson NS., Lu Y, Mironov A, Cootes T, Holmes D u.c. Izmantojot transmisijas elektronu mikroskopiju un 3view(R), lai noteiktu kolagēna fibrilu izmēru un trīsdimensiju organizāciju. Nat Protoc. 2013;8(7):1433–48.

13. Wegner KA, Keikhosravi A, Eliceiri AW, Vezina CM. Picosirius sarkanā fluorescence, kas multipleksēta ar imūnhistoķīmiju, lai kvantitatīvi novērtētu kolagēnu audu sekcijās. J Histochem Cytochem. 2017; 65(8): 479–90.

14. Changoor A, Tran-Khanh N, Methot S, Garon M, Hurtig MB, Shive MS u.c. Polarizētās gaismas mikroskopijas metode precīzai un uzticamai kolagēna struktūras noteikšanai skrimšļa atjaunošanā. Osteoartrs Kārtils. 2011;19(1):126–35.

15. Bernstein EF, Chen YQ, Kopp JB, Fisher L, Brown DB, Hahn PJ u.c. Ilgstoša saules iedarbība izmaina papilārās dermas kolagēnu. Saules aizsargātas un fotonovecojušas ādas salīdzinājums ar ziemeļu analīzi, imūnhistoķīmisko krāsošanu un konfokālo lāzera skenēšanas mikroskopiju. J Am Acad Dermatol. 1996; 34 (2 pt 1): 209–18.

16. Schuurmann M, Stecher MM, Paasch U, Simon JC, Grunewald S. Digitālās krāsošanas novērtējums ex-vivo konfokālās lāzera skenēšanas mikroskopijai. JEADV. 2020;34(7):1496–9.

17. Gareau DS. Digitāli krāsotu multimodālu konfokālo mozaīku iespēja simulēt histopatoloģiju. J Biomed Opt. 2009;14(3):034050.

18. Zhang Y, Ingham B, Cheong S, Ariotti N, Tilley RD, Naffa R u.c. Reāllaika Synchrotron maza leņķa rentgenstaru izkliedes pētījumi par kolagēna struktūru ādas apstrādes laikā. Ind Eng Chem Res. 2018;57(1):63–9.

19. No attēla līdz informācijai: attēlu apstrāde dermatoloģijā un ādas bioloģijā. In: Hamblin, M., Avci, P., Gupta, G., redaktori. Imaging in dermatology, 1st ed.Academic Press: Amsterdam, Netherland; 2016. lpp. 519–35.

20. Schneider SL, Kohli I, Hamzavi IH, Council ML, Rossi AM, Ozog DM. Jaunās attēlveidošanas tehnoloģijas dermatoloģijā, II daļa: pielietojumi un ierobežojumi. J Am Acad Dermatol. 2019;80(4):1121–31.

21. Guida S, Pellacani G, Ciardo S, Longo C. Novecojošas ādas un ādas vēža atstarošanas mikroskopijas attēlveidošana. Dermatol Prac koncepcija. 2021;11(3):2021068.

22. Wang H, Shyr T, Fevola MJ, Cula GO, Stamatas GN. Ar vecumu saistītas dermas matricas morfoloģiskās izmaiņas cilvēka ādā tika dokumentētas in vivo ar daudzfotonu mikroskopiju. J Biomed Opt. 2018;23(3):1–4.

23. Džonss RR, Castelletto V, Konons CJ, Hamlijs IW. Peptīda amfifila C16-KTTKS kolagēnu stimulējošā iedarbība uz cilvēka fibroblastiem. Mol Pharm. 2013;10(3):1063–9.

24. Gorouhi F, Maibach HI. Vietējo peptīdu loma novecojušas ādas profilaksē vai ārstēšanā. Int J Cosmet Sci. 2009;31(5):327–45.

25. Shinde AV, Humeres C, Frangogiannis NG. Gludu muskuļu aktīna loma fibroblastu mediētā matricas kontrakcijā un remodelācijā. Biochim Biophys Acta. 2017;1863(1):298–309.

26. Hinz B, Coletta G, Tomasek JJ, Gabbiani G, Chaponnier C. Alfa gludās muskulatūras aktīna ekspresija pārregulē fibroblastu kontrakcijas aktivitāti. Mol Biol šūna. 2001;12(9):2730–41.

27. Valcourt U, Alcaraz LB, Exposito JY, Lethias C, Bartholin L. Tenascin-X: ārpus arhitektūras funkcijas. Cell Adh Migr. 2015; 9(1–2):154–65.

28. Egging D, van den Berkmortel F, Taylor G, Bristow G, Schalkwijk J. Cilvēka tenascīna-X domēnu mijiedarbība ar dermas ekstracelulārās matricas molekulām. Arch Dermatol Res. 2007;298(8):389–96.

29. Minamitani T, Ikuta T, Saito Y, Takebe G, Sato M, Sawa H u.c. Kolagēna fibrilloģenēzes modulācija ar tenascīnu-X un VI tipa kolagēnu. Exp Cell Res. 2004;298(1):305–15

ATBALSTA INFORMĀCIJA

Papildinformāciju var atrast raksta tiešsaistes versijā izdevēja vietnē.

【Lai iegūtu plašāku informāciju:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】