خلاصه

زمینه:تکنیک‌های تصویربرداری و پردازش تصویر برای تشخیص دقیق و کمیت ماتریکس خارج سلولی پوستی (ECM)، عمدتاً کلاژن، کمیاب است. این مطالعه با هدف توسعه و نشان دادن یک روش تصویربرداری و پردازش تصویر جامع برای تجسم و کمی سازی بازسازی کلاژن در مقیاس ماکرو، میکرو و نانو با استفاده از تصویربرداری هیستوشیمیایی، میکروسکوپ کانفوکال بازتاب (RCM) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) انجام شد. ، به ترتیب.

گلیکوزید سیستانچ همچنین می تواند فعالیت SOD را در بافت های قلب و کبد افزایش دهد و به طور قابل توجهی محتوای لیپوفوسین و MDA را در هر بافت کاهش دهد و به طور موثر رادیکال های مختلف اکسیژن فعال (OH-، H2O2 و غیره) را از بین ببرد و از آسیب DNA ناشی از آن محافظت کند. توسط رادیکال های OH گلیکوزیدهای فنیل اتانوئید سیستانچ دارای توانایی مهار قوی رادیکال های آزاد، توانایی کاهش بالاتری نسبت به ویتامین C، بهبود فعالیت SOD در سوسپانسیون اسپرم، کاهش محتوای MDA و اثر محافظتی خاصی بر عملکرد غشای اسپرم هستند. پلی ساکاریدهای سیستانچ می توانند فعالیت SOD و GSH-Px را در گلبول های قرمز و بافت ریه موش های آزمایشگاهی مسن ناشی از D-گالاکتوز افزایش دهند و همچنین محتوای MDA و کلاژن را در ریه و پلاسما کاهش دهند و محتوای الاستین را افزایش دهند. اثر پاک کنندگی خوب بر روی DPPH، طولانی شدن زمان هیپوکسی در موش های پیر، بهبود فعالیت SOD در سرم، و به تاخیر انداختن انحطاط فیزیولوژیکی ریه در موش های آزمایشگاهی پیر. و این پتانسیل را دارد که دارویی برای پیشگیری و درمان بیماری های پیری پوست باشد. در عین حال، اکیناکوزید موجود در سیستانچ توانایی قابل توجهی در از بین بردن رادیکال های آزاد DPPH دارد و توانایی حذف گونه های فعال اکسیژن و جلوگیری از تخریب کلاژن ناشی از رادیکال های آزاد را دارد و همچنین اثر ترمیم خوبی بر آسیب آنیون رادیکال آزاد تیمین دارد.

روی نحوه استفاده از آنتی اکسیدان سیستانچ کلیک کنید

【برای اطلاعات بیشتر:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】

مواد و روش ها:برای اثبات مفهوم، یک محصول تجاری ضد پیری شناخته شده برای القای نئوسنتز کلاژن و سازماندهی مجدد آن در شرایط خارج از بدن بر روی بیوپسی پوست انسان از دو زن مسن آزمایش شد.

نتایج:نسبت به پوست درمان نشده، فیبرهای کلاژن (RCM) و فیبریل ها (AFM) پس از درمان طولانی تر و در یک راستا بودند. محتوای کلاژن و الاستین (تصویربرداری هیستوشیمیایی و الایزا) پس از درمان به طور آماری بهبود یافت.

نتیجه:بر اساس یافته‌های ما، می‌توان نتیجه گرفت: (1) تصویربرداری AFM، RCM و هیستوشیمیایی می‌تواند به دقت کلاژن را از سایر اجزای ECM در پوست متمایز کند و (2) روش‌های پردازش تصویر می‌توانند کمیت‌سازی را فعال کنند و از این رو پیشرفت‌های کوچکی را در بازسازی کلاژن پس از آن ثبت کنند. درمان (محصول آرایشی تجاری با فناوری سازمان دهنده کلاژن به عنوان اثبات مفهوم). رویکرد تصویربرداری جامع گزارش‌شده، پیامدهای بالینی مستقیمی برای دانشمندان و متخصصان پوست دارد تا تصمیم‌های سریع، واقعی و دقیق در تحقیقات و تشخیص پوست بگیرند.

کلید واژه ها

ضد پیری، میکروسکوپ نیروی اتمی، سازماندهی مجدد کلاژن، بازسازی پوست، ماتریکس خارج سلولی، میکروسکوپ کانفوکال بازتابی (Vivascope)

1. معرفی

بازسازی کنترل شده ماتریکس خارج سلولی پوست (ECM) برای رشد طبیعی و هموستاز پوست و سایر اندام ها ضروری است. بازسازی ECM نشانه بارز پاتوفیزیولوژی پیری پوست، ترمیم زخم، و برخی بیماری‌های کشنده از جمله سرطان و فیبروز است.[۲] گزینه‌های زیبایی و پزشکی متعددی برای درمان این بیماری‌های پوستی وجود دارد، با این حال، روش‌های تصویربرداری کمیاب هستند. تجسم در زمان واقعی بازسازی ECM، در درجه اول کلاژن که فراوان ترین جزء ساختاری ECM پوستی است. اگرچه در حال توسعه است، برخی از تکنیک های جدید تصویربرداری بالینی غیر تهاجمی بلادرنگ برای تجسم کلاژن و سازماندهی آن عبارتند از: میکروسکوپ چند فوتونی با نسل دوم هارمونیک (MPM-SHG)، میکروسکوپ کانفوکال بازتابی (RCM)، 4 توموگرافی منسجم نوری. (OCT)، 5،6 لیندفیلد کانفوکال توموگرافی همدوس نوری (LC-OCT) بر اساس ترکیب روش‌های RCM و OCT، 7 تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI)، 8 و تصویربرداری اولتراسوند. 9 از این موارد، RCM، MPM، و LC-OCT ابزارهای تصویربرداری پوست دارای گواهینامه CE هستند. با این حال، در میان همه آنها، تکنیک RCM (Vivascope® 1500 و 3000 از Lucid, Inc. USA) تنها روش تشخیصی بالینی پوست مورد تایید FDA است (510(k)# K080788)، که همچنین توسط اکثر بیمه ها در این زمینه پوشش داده می شود. ایالات متحده آمریکا برای تشخیص ضایعات پوستی. 10 این یک جایگزین غیر تهاجمی و مقرون به صرفه برای بیوپسی کلاسیک و تکنیک های هیستوپاتولوژی برای تشخیص و نظارت بر سرطان های پوست و درمان آنها است. AFM)، میکروسکوپ الکترونی 11، تصویربرداری هیستوشیمیایی 11،12 با استفاده از میکروسکوپ فلورسانس، 13 میکروسکوپ نور پلاریزه، 14 میکروسکوپ اسکن لیزری کانفوکال (CLSM)، 15،16 بازتاب کانفوکال چندوجهی و میکروسکوپ فلورسانس، 17 و زاویه پرتو ایکس کوچک18 مشهور - معروف.

یکی از اخطارهای عمده ای که استفاده از تکنیک های تصویربرداری بالینی ذکر شده در بالا را محدود می کند این است که نیاز به ارزیابی دستی خسته کننده دارد زیرا تخصص موضوع و تجربه برای تجزیه و تحلیل دقیق تصاویر سیاه و سفید از ساختارهای پوست یک پیش نیاز است. بنابراین، تلاش های بیشتری انجام می شود. در زمینه پردازش تصویر برای توسعه و اعتبارسنجی الگوریتم‌ها و نرم‌افزارها برای تجزیه و تحلیل خودکار، 5 تولید تصاویر رنگ‌آمیزی دیجیتالی با تفسیر آسان، 16،17 و استخراج اطلاعات کمی برای نظارت بر پیشرفت بیماری و درمان، از جمله سازمان‌دهی کلاژن در زمینه ما مورد نیاز است. Research.3،6،12-14 غیر متخصصین پوست و پوست را قادر می سازد تا سریعتر و با اطمینان بیشتری تصمیم بگیرند زیرا تصمیمات از حجم نمونه بزرگتری از تصاویر تصادفی گرفته می شود. برخی از مطالعات بنیادی برای نشان دادن استفاده از RCM و MPM برای درک تغییرات پوستی مرتبط با سن (از جمله سازمان کلاژن) در افراد جوان و مسن یا مسن انجام شده است. با این حال، تلاش محدودی برای افزایش قدرت وجود دارد. از این تکنیک های تصویربرداری برای ثبت بهبود در درمان، که نیاز به پردازش تصویر پیچیده برای به دست آوردن اطلاعات کمی دارد.3،13،16

این مطالعه با هدف توسعه و نشان دادن یک تصویربرداری جامع و رویکرد پردازش تصویر برای تجسم و تعیین کمیت بهبود در بازسازی پوست (در درجه اول کلاژن) انجام شد. برای اثبات مفهوم، یک محصول آرایشی و بهداشتی ضد پیری تجاری اثبات شده بالینی با فناوری سازمان دهنده کلاژن برای ارزیابی امکان استفاده از پردازش تصویر برای تعیین کمیت تغییرات جزئی در کلاژن قبل و بعد از درمان استفاده شد.

2 مواد و روش ها

2.1 بیوپسی پوست و درمان آن

نمونه‌برداری‌های پوستی مورد استفاده در این تحقیق، مواد باقی‌مانده از جراحی پلاستیک شکم بود که از دو اهداکننده پس از رضایت آن‌ها (رضایت کلینیک‌ها حفظ شد). اهداکننده شماره 1 (62 ساله) و اهداکننده شماره 2 (52 ساله) هر دو زن و نوع پوست فیتزپاتریک II بودند. نمونه‌برداری‌ها تحت شرایط کشت استاندارد نگهداری شدند و روزانه با محصول آزمایشی یا شاهد (درمان نشده یا دارونما) به مدت 6 روز تحت درمان قرار گرفتند و در روز 7 برای تصویربرداری و ELISA برداشت شدند. بیوپسی از اهداکننده شماره 1 برای ELISA، RCM، و AFM استفاده شد، در حالی که بیوپسی از اهداکننده شماره 2 برای تصویربرداری هیستوشیمیایی استفاده شد.

2.2 تصویربرداری RCM و AFM

بیوپسی پوست از اهداکننده شماره 1 در روز 7 برداشت شد و مستقیماً بدون برش و رنگ‌آمیزی تصویربرداری شد. AFM (Bruker, Multimode 8 AFM) و RCM (Vivascope® 1500) برای به دست آوردن تصاویر با وضوح بالا در مقیاس نانو و میکرو از کلاژن در پوست تحت درمان با محصول آزمایشی و بدون درمان به عنوان کنترل استفاده شد. برای همه آزمایش‌ها، AFM مجهز به یک کنسول کوچک (PPP-FMR- 20، نانوحسگرها): ثابت فنر، k=0.5-9.5 N/m، فرکانس تشدید، f {{13} }–۱۱۵ کیلوهرتز در هوا و در حالت ضربه زدن در دمای اتاق کار می کرد. نمونه های پوست به صورت جانبی بر روی یک دیسک مغناطیسی (1 میلی متر × 1 میلی متر) نصب و روی صحنه قرار گرفتند. تصاویر AFM از طریق یک نمای جانبی / جانبی از بیوپسی های پوست برای جلوگیری از برش گرفتن به دست آمد. برای تصویربرداری RCM، هفت تصویر تصادفی از بیوپسی های درمان شده و درمان نشده از بالا (سمت لایه شاخی) و پایین (سمت درم) برای به دست آوردن تصاویر با کیفیت بالا از کلاژن به دست آمد. تصاویر RCM با استفاده از ConfoScan® برای بافت کلاژن پردازش و تجزیه و تحلیل شدند تا میانگین شاخص تکه تکه شدن گزارش شود. شاخص تکه تکه شدن با مساحت اجسام تقسیم بر تعداد اشیاء به دست آمده پس از پردازش تصاویر خام برای بافت کلاژن تعریف می شود. شکل S1 پردازش تصویر را با استفاده از ConfoScan® برای به دست آوردن مقادیر کمی در شاخص تکه تکه شدن کلاژن (CFI) نشان می دهد.

2.3 تصویربرداری هیستوشیمیایی

برای آزمایش اثر محصول ضد پیری بر درمان پوست پیر شده (بازیابی کلاژن و الاستین آسیب دیده از عکس)، نمونه‌برداری از اهداکننده شماره 2 در معرض دوز شبیه‌سازی شده UV (6 J/cm2 با 96 درصد UVA) قرار گرفت. ). نمونه‌ها و شرایط آزمایش‌شده در آزمایش‌ها عبارت بودند از: (الف) کنترل منفی (درمان نشده، بدون UV، و بدون محصول آزمایشی)، (ب) کنترل مثبت (پوست در معرض اشعه ماوراء بنفش، اما بدون محصول آزمایشی)، و (C) تیمار (C) پوست در معرض اشعه ماوراء بنفش و به دنبال آن درمان روزانه با محصول آزمایشی). بیوپسی های پوست در روز 7 برداشت شدند، برش داده شدند، برای کلاژن (رنگ آمیزی Picosirius) و الاستین (ایمونوهیستوشیمی) رنگ آمیزی شدند و تصویربرداری شدند. تصاویر با استفاده از یک الگوریتم تجزیه و تحلیل تصویر اختصاصی برای به دست آوردن اطلاعات کمی در مورد محتوای کلاژن و الاستین در درم پاپیلاری پردازش و تجزیه و تحلیل شدند. به طور خلاصه، فرآیند تحلیلی برای به دست آوردن اطلاعات کمی در مورد محتوای کلاژن و الاستین شامل تبدیل تصاویر RGB به فضای رنگی LAB، فیلتر کردن پس‌زمینه برای به دست آوردن تصاویر واضح از کلاژن و الاستین، و سپس نرمال کردن محتوای کلاژن و الاستین در درم پاپیلاری است. همان ناحیه یا چندین پیکسل شش بیوپسی یا نمونه پوست برای هر بیماری و دو بخش یا تصویر از هر نمونه وجود داشت که منجر به N=12 تصویر و نقطه داده برای آزمایش‌های آماری شد. شکل S2 شماتیک روش پردازش تصویر را برای به دست آوردن مقادیر کمی در محتوای کلاژن نشان می دهد.

2.4 الایزا

پس از برداشت بافت در روز 7، پانچ با قطر 4 میلی متر برای به دست آوردن بیوپسی های کوچکتر استفاده شد و دو بیوپسی با 25 میلی گرم در بیوپسی انتخاب شد. بیوپسی های پانچ شده (5{4}} میلی گرم وزن کل) در بافر لیز حاوی 0.1 درصد تریتون و کوکتل بازدارنده پروتئاز مخلوط شدند و به دنبال آن بافت با استفاده از یک هموژنایزر خودکار پردازش دوگانه با ویژگی های مکانیکی و اولتراسونیک همگن شد تا به طور کامل لیز شود. بافت. بافت لیز شده سانتریفیوژ شد، مایع رویی جمع آوری شد، به دو قسمت تقسیم شد و تا زمان استفاده در دمای -80 درجه سانتیگراد نگهداری شد. علاوه بر نرمال‌سازی وزن (50 میلی‌گرم)، نمونه‌ها به میزان پروتئین کل در مایع رویی نیز نرمال‌سازی شدند. مایع رویی برای Pro-Collagen 1، Elastin، Alpha-Smooth Muscle Actin (A-SMA)، Tenascin-X و اسید هیالورونیک با استفاده از کیت های تجاری ELISA آنالیز شد. آمار بر روی N=6 نقطه داده (3 بیوپسی × 2 نمونه) انجام شد.

3 نتیجه

تصویربرداری هیستوشیمیایی (شکل 1) اطلاعات ماکروسکوپی را در مورد توزیع و کمیت کلاژن و الاستین ارائه کرد. کاهش واضحی در رنگ قرمز بسته‌های فیبر کلاژن و الاستین پس از درمان بیوپسی پوست با UV مشاهده شد.

جدول 1 مقادیر کمی محتوای کلاژن و الاستین را در سه شرایط درمانی نشان می دهد. این مقادیر ما را قادر می سازد تا بهبود در محتوای کلاژن و الاستین را اندازه گیری کنیم و مقایسه های آماری انجام دهیم. کاهش محتوای کلاژن (23- درصد در مقابل درمان نشده) و الاستین (30- درصد در مقابل درمان نشده) پس از قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش قابل توجه بود (شکل 2). پس از درمان با محصول آزمایشی به مدت 6 روز، بیوپسی های پوست در معرض اشعه ماوراء بنفش قادر به بازیابی کلاژن (به علاوه 18 درصد در مقابل درمان با اشعه ماوراء بنفش) و الاستین (به علاوه 46 درصد در مقابل درمان با اشعه ماوراء بنفش) بودند. اگرچه سازماندهی کلاژن در تصاویر هیستوشیمیایی مشخص نیست (زیرا کلاژن فراوان ترین و متراکم ترین در پوست است)، هم ترازی عمودی مشخصی از الیاف الاستین که به سمت اپیدرم حرکت می کنند در پوست های بومی (شکل 1A) و پوست آسیب دیده با اشعه ماوراء بنفش پس از آن مشاهده می شود. درمان با محصول آزمایشی (شکل 1C).

ELISA (شکل 3) سطوح نشانگرهای زیستی بیان شده توسط بیوپسی های پوست تحت درمان با محصول آزمایشی یا دارونما (که فاقد ترکیبی از مواد فعال شناخته شده برای بازسازی پوست است) را مقایسه می کند. در مقایسه با دارونما، افزایش 2 تا 3 برابری در سطوح الاستین و کلاژن، به ویژه پروکلاژن نوع 1 (محصول آزمایشی در مقابل دارونما) وجود داشت. اگرچه معنی دار نبود، اما افزایش قابل توجهی (P < 0.1) در اسید هیالورونیک و تناسین-X نیز مشاهده شد.

RCM توانست با موفقیت سازماندهی رشته های کلاژن (بسته ای از فیبریل های کلاژن) را در پوست آشکار کند (شکل 4). با توجه به ویژگی های نوری صفحه موج ربع و کانونی آن، این تکنیک توانست با موفقیت کلاژن (عامل کنتراست درون زا قوی با شکست مضاعف) را از سایر ماتریس ها بدون برش دادن و رنگ آمیزی پوست متمایز کند. کلاژن تکه تکه شده کوتاه و آرایش جمع شده آن (مشخصه کلاژن آسیب دیده و نامناسب در پوست پیر/پیری) در بیوپسی پوست درمان نشده مشاهده می شود. پس از درمان با محصول آزمایشی به مدت 6 روز، آرایش الیاف کلاژن در این بیوپسی پوست زن 62- ساله (اهداکننده شماره 1) نسبتاً سازماندهی شده‌تر از رشته‌های کلاژن درمان نشده با طول بیش از 100 میکرومتر به نظر می‌رسد. به موازات یکدیگر اگرچه کنتراست ضعیفی دارد، اما می‌توانیم شکل و اندازه فیبروبلاست‌ها (که با فلش‌هایی در شکل 4 مشخص شده‌اند)، فیبروبلاست‌های بزرگ و گسترده با اشکال منظم در پوست درمان‌شده در مقابل پوست درمان‌نشده را مشاهده کنیم. سلول های گرد روشن در شکل 4C مورد توجه خاص هستند. آنها می توانند ماست سل یا سلول های التهابی باشند. مشخص نیست که آیا این سلول های التهابی معرف شرایط طبیعی پوست هستند یا در پاسخ به نیروی قابل توجهی که بر روی سر لیزر برای تلاش برای دستیابی به تماس بهتر بین سر لیزر و پوست برای تصاویر با کیفیت بالا از کلاژن اعمال می شود، بیان شده اند. الیاف

جدول 2 میانگین شاخص تکه تکه شدن را نشان می دهد که با تجزیه و تحلیل ConfoScan® هفت تصویر تصادفی از پوست درمان شده در مقابل درمان نشده تعیین شده است. شاخص تکه تکه شدن کلاژن در گروه درمان شده در مقابل گروه درمان نشده 0 بود.0به ترتیب 32 و 0.064 بود. کاهش در شاخص تکه تکه شدن نشان دهنده بهبود در سازمان کلاژن است.

برای نگاهی عمیق تر به آرایش کلاژن، تصاویر AFM برای تجسم آرایش کلاژن در مقیاس نانو به دست آمد (شکل 5). ما می‌توانیم فیبریل‌های کلاژن جداگانه (که برای تشکیل یک فیبر کلاژن به هم پیوسته‌اند) با ضخامت نانومتری ببینیم. علاوه بر این، ما همچنین می‌توانیم الگوی باند کشی مشخصه فیبرهای کلاژن (D ~ 68 نانومتر) را ببینیم، که با ادبیات همراستا است، 11 و تأیید می‌کند که AFM قادر است کلاژن را از سایر الیاف ECM متمایز کند. در توافق با RCM، سازماندهی نسبتاً موازی فیبرهای کلاژن نیز تحت AFM برای پوست درمان شده در مقابل درمان نشده مشاهده شد.

4. بحث

در این تحقیق، ما پتانسیل استفاده از سه تکنیک تصویربرداری را برای تجسم تغییرات کلاژن در بیوپسی‌های پوست انسان که با یک محصول تجاری ضد پیری حاوی برخی پپتیدهای مصنوعی معیار شناخته شده برای القای بازسازی کلاژن درمان شده‌اند، بررسی کردیم. تکنیک‌های تصویربرداری هیستوشیمیایی و تصویربرداری RCM با پردازش تصویر برای به دست آوردن اطلاعات نیمه کمی در مورد محتوای کلاژن و تکه تکه شدن به عنوان شاخصی برای بهبود کلاژن پس از درمان با محصول ضد پیری همراه شدند.

جالب توجه است، مطالعه ما ارتباط بسیار قوی بین تصویربرداری هیستوشیمیایی و ELISA برای گزارش افزایش قابل توجهی در سطح کلاژن و الاستین پس از درمان با محصول آزمایشی را نشان داد. پروکلاژن نوع 1 نشانگر کلاژن جدید سنتز شده است و بیان بیش از حد آن توسط فیبروبلاست ها در پاسخ به Matrixyl® (Sederma/Croda) مکانیسمی است که به خوبی مشخص می شود برای اثر ضد پیری.23،24 همچنین افزایش قابل توجهی داشت. در بیان A-SMA، یک نشانگر منحصر به فرد برای میوفیبروبلاست ها، که به طور خاص سلول های فیبروبلاست تمایز یافته هستند. نقش A-SMA در انقباض و بازسازی ECM با واسطه فیبروبلاست به خوبی درک شده است، 25 و یک ارتباط مستقیم بین بیان A-SMA و فعالیت انقباض فیبروبلاست گزارش شده است. به وجود اسید هیالورونیک به عنوان یک ماده مرطوب کننده در محصول ضد پیری نسبت داده می شود. TNSX یک پروتئین ECM جدید است که بین یا در سطح فیبرهای کلاژن در درم پوست قرار دارد و TNSX باعث ایجاد فیبریلوژنز کلاژن وابسته به دوز می‌شود، اگرچه اختلاف نظر وجود دارد که آیا TNSX به طور خاص به نوع پروکلاژن متصل می‌شود. 1 یا سایر مولکول های کلاژن و ECM نیز. 28،29 افزایش وابسته به دوز در TNSX در پاسخ به SKINectura™ (لوکاس مایر لوازم آرایشی)، یک ماده فعال در محصول تست ضد پیری، گزارش شده است (برنامه ثبت اختراع بین المللی # PCT /IB2017/056370). بنابراین، می توان فرض کرد که Matrixyl® (Sederma/Croda) و SKINectura™ (لوکاس مایر لوازم آرایشی) در محصول آزمایشی برای تسهیل سنتز و همسویی کلاژن جدید سنتز شده، پروکلاژن نوع 1 با هم کار می کنند. کاهش قابل توجه کلاژن و الاستین. پس از درمان با اشعه ماوراء بنفش (مدل پوست آسیب دیده با عکس)، و به دنبال آن ترمیم آنها پس از درمان با یک محصول ضد پیری (سطح بازگشت به پوست بومی بدون در معرض اشعه ماوراء بنفش) نشان دهنده توانایی تصویربرداری هیستوشیمیایی (میکروسکوپ پلاریزه) و تکنیک پردازش تصویر است. تغییرات کوچک در محتوای اجزای ECM را اندازه گیری کنید (شکل 1 و 2). تلاش‌های جدی برای تصویربرداری از سازمان کلاژن و الاستین (پس از برچسب‌گذاری ایمونوفلورسانس) با استفاده از سیستم تصویربرداری فلورسانس Thunder Leica تازه خریداری شده انجام شد. با این حال، قطعنامه به اندازه کافی بالا نبود، و از این رو هیچ چیز قابل اعتمادی در مورد سازمان نمی توان نتیجه گرفت. تصویربرداری CLSM مبتنی بر فلورسانس وضوح بالاتری نسبت به تصویربرداری فلورسانس میدان گسترده معمولی ارائه می دهد تا امکان تجسم واضح سازماندهی کلاژن و الاستین را فراهم کند. تصویربرداری فلورسانس میدان گسترده معمولی به دلیل تسلط فلورسانس ثانویه و ضخامت نمونه‌ها محدود می‌شود، که برای CLSM نگران کننده نیست.

ما توانستیم سازماندهی کلاژن را با استفاده از RCM تجسم کنیم (شکل 4). RCM انتخاب بهتری نسبت به CLSM است زیرا (1) RCM از هیچ برچسب یا رنگ آمیزی استفاده نمی کند (برخلاف فلورسانس-CLSM که به برچسب زدن ایمونوفلورسانس نیاز دارد) هرگونه احتمال عدم قطعیت یا عدم اختصاص به دلیل برچسب ها را از بین می برد و (2) RCM به طور گسترده ای است. از تکنیک تصویربرداری پوستی بالینی برای کلاژن استفاده کرد. بهبود بافت فیبر کلاژن، الیاف بلند و نازک پس از درمان با یک محصول ضد پیری (در مقایسه با فیبرهای کلاژن متراکم و تکه تکه شده در پوست درمان نشده) نشان دهنده نحوه عملکرد آن در سطح ساختاری است. وضوح RCM به اندازه‌ای بالا بود که حتی سلول‌های فیبروبلاست، کارخانه سنتز کلاژن پوست را نیز جذب کرد. الیاف کلاژن پیچیده شده در اطراف فیبروبلاست ها می توانند فیبرهای کلاژنی تازه سنتز شده باشند زیرا از نظر قطر نازک تر از رشته های کلاژن اطراف و بسته های آنها هستند (شکل 4). بر اساس تجزیه و تحلیل ConfoScan® تصاویر تصادفی RCM، می‌توان نتیجه گرفت که پوست درمان‌نشده دارای شاخص بسیار بالاتری از کلاژن تکه تکه شده در مقایسه با پوست درمان‌شده است. اگرچه در تصاویر RCM می‌توانیم هم‌ترازی موازی الیاف کلاژن را پس از درمان با محصول آزمایشی ببینیم، نمی‌توان نتیجه‌گیری کرد مگر اینکه نسبت همسانگردی/ناهمسانگردی محاسبه شود که خارج از محدوده این تحقیق بود. با این حال، وضوح فوق العاده بالای AFM در سطح نانومقیاس شواهدی از هم ترازی کلاژن در سطح فیبرهای منفرد را نشان می دهد. بر اساس همبستگی مثبت بین تصاویر RCM و AFM در تراز موازی الیاف کلاژن (درمان نشده در مقابل درمان)، این احتمال قوی وجود دارد که محصول ضد پیری خاصیت سازماندهی مجدد کلاژن ادعا شده را داشته باشد. برای تحقیقات آتی، مطالعه باید برای نظارت بر همان نقطه (الیاف کلاژن) در طول زمان (مطالعه طولی) قبل و بعد از درمان با محصول آزمایشی انجام شود تا بررسی شود که آیا همراستایی کلاژن موجود یا الیاف کلاژن جدید سنتز شده است. هماهنگ تر با این حال، چنین مطالعه طولی به ادغام ابزارهای RCM و AFM برای قابلیت تصویربرداری بافت زنده و تصویربرداری با گذشت زمان برای ثبت تغییرات بلادرنگ در بازسازی کلاژن نیاز دارد.

5. نتیجه گیری ها

بر اساس یافته‌های تحقیق ما از این مطالعه اثبات مفهوم، می‌توان نتیجه گرفت که تکنیک‌های تصویربرداری AFM، RCM و هیستوشیمیایی به ترتیب قادر به نظارت بر تغییرات در سازمان کلاژن در مقیاس نانو، میکرو و کلان هستند. تصاویر AFM و RCM شواهدی از همسویی کلاژن را در مقیاس نانو و میکرو پس از درمان با محصول آزمایش نشان می‌دهند. تجزیه و تحلیل تصاویر RCM تصادفی و هیستوشیمیایی با استفاده از روش‌های پردازش تصویر اختصاصی بیشتر نشان می‌دهد که پوست پس از درمان با محصول آزمایشی دارای تکه تکه شدن کلاژن کمتر و تراکم کلاژن بالاتر در مقایسه با درمان نشده است. اگرچه تلاش‌هایی برای توسعه و اعتبارسنجی الگوریتم‌های پردازش تصویر انجام شده است، ۳،۵،۶،۱۲–۱۴،۱۶،۱۷، تحقیقات بیشتری در این راستا برای دستیابی به تصمیم‌های تحقیقاتی و تشخیصی پیش بالینی و بالینی مبتنی بر داده‌ها مورد نیاز است. رویکرد جامع ما در استفاده از تکنیک‌های تصویربرداری با وضوح بالا و محتوای بالا در ترکیب با الگوریتم‌ها و نرم‌افزارهای پردازش تصویر قدرتمند و قوی گامی در این مسیر است.

اگرچه دامنه این تحقیق محدود به بررسی سازمان کلاژن در پاسخ به یک محصول آزمایش ضد پیری بر روی بیوپسی پوست انسان در شرایط in vivo بود، این تکنیک‌های تصویربرداری پیامدهایی برای نظارت و تعیین کمیت بازسازی ECM دارند که مشخصه رشد طبیعی است. بهبود زخم، و همچنین یک نشانگر کلیدی در پاتوفیزیولوژی شرایط تهدید کننده زندگی مانند فیبروز و سرطان که از بازسازی کنترل نشده ECM ناشی می شود.

تضاد علاقه

نویسندگان اعلام می‌کنند که هیچ تضاد منافعی نمی‌تواند به عنوان آسیب‌رسان به بی‌طرفی تحقیق گزارش‌شده تلقی شود.

منابع

1. Shin JW، Kwon SH، Choi JY، Na JI، Choi HR، Park KC. مکانیسم های مولکولی پیری پوست و رویکردهای ضد پیری Int J Mol Sci. 2019؛ 20 (9): 2126.

2. کاکس تی آر، ارلر جی تی. بازسازی و هموستاز ماتریکس خارج سلولی: پیامدهایی برای بیماری های فیبروتیک و سرطان دیس مدل مکانیک. 2011؛ ​​4 (2): 165-78

3. Pittet JC، Freis O، Vazquez-Duchene MD، Perie G، Pauly G. ارزیابی محتوای الاستین/کلاژن در درم انسان in-vivo با توموگرافی مولتی فوتونی-تغییر با عمق و همبستگی با پیری. لوازم آرایشی. 2014؛ 1 (3): 211-21

4. Longo C، Casari A، Beretti F، Cesinaro AM، Pellacani G. پیری پوست: ارزیابی میکروسکوپی تغییرات اپیدرمی و پوستی با استفاده از میکروسکوپ کانفوکال. جی ام آکاد درماتول. 2013؛ 68 (3): e73-82.

5. Yamazaki K، Li E، Miyazawa A، Kobayashi M. بررسی عمقی خواص نوری متعدد و مورفولوژی چین و چروک در نواحی گوشه چشم با توموگرافی همدوسی نوری ماتریس جونز چند کنتراست. Skin Res Technol. 2020؛ 27 (3): 435-443.

6. Yow AP، Cheng J، Li A، Srivastava R، Liu J، Wong DWK، و همکاران. سیستم توموگرافی پوستی انسجام نوری با وضوح بالا in vivo در داخل بدن. سالانه Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc. 2016؛ 2016: 3895-8

7. Ruini C، Schuh S، Sattler E، Welzel J. توموگرافی انسجام نوری کانفوکال خطی - کاربردهای عملی در پوست و مقایسه با روش‌های تصویربرداری ثابت. Skin Res Technol. 2021؛ 27:340-52.

8. Tal S, Maresky HS, Bryan T, Ziv E, Klein D, Persitz A, et al.MRI در تشخیص پرکننده های تزریقی آرایشی صورت. درمان صورت سر 2016؛ 12 (1): 27.

9. Mandava A, Ravuri PR, Konathan R. تصویربرداری سونوگرافی با وضوح بالا از ضایعات پوستی. هندی J رادیول تصویربرداری. 2013؛ 23 (3): 269-7.

10. Edwards SJ، Mavranesouli I، Osei-Assibey G، Marceniuk G، Wakefield V، Karner C. سیستم های Vivascope 1500 و 3000 شناسایی و نظارت بر ضایعات پوستی: یک بررسی سیستماتیک و ارزیابی اقتصادی. ارزیابی فناوری سلامت 2016؛ 20 (58): 1-260.

11. Ushiki T. الیاف کلاژن، الیاف مشبک، الیاف الاستیک. درک جامع از دیدگاه مورفولوژیکی. آرک هیستول سیتول. 2002؛ 65 (2): 109-26

12. Starborg T, Kalson NS., Lu Y, Mironov A, Cootes T, Holmes D, et al. استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری و 3view(R) برای تعیین اندازه فیبریل کلاژن و سازماندهی سه بعدی. پروتوک Nat. 2013؛ 8 (7): 1433-48.

13. Wegner KA، Keikhosravi A، Eliceiri AW، Vezina CM. فلورسانس پیکوزیریوس قرمز مالتی پلکس شده با ایمونوهیستوشیمی برای ارزیابی کمی کلاژن در مقاطع بافتی. J Histochem Cytochem. 2017؛ 65 (8): 479-90.

14. Changoor A, Tran-Kanh N, Methot S, Garon M, Hurtig MB, Shive MS, et al. یک روش میکروسکوپ نوری پلاریزه برای درجه بندی دقیق و قابل اعتماد سازمان کلاژن در ترمیم غضروف. غضروف استئوآرتر. 2011؛ ​​19 (1): 126-35.

15. Bernstein EF، Chen YQ، Kopp JB، Fisher L، Brown DB، Hahn PJ، و همکاران. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض نور خورشید باعث تغییر کلاژن درم پاپیلاری می شود. مقایسه پوست محافظت شده در برابر آفتاب و پیری با آنالیز شمالی، رنگ‌آمیزی ایمونوهیستوشیمی و میکروسکوپ اسکن لیزری کانفوکال. جی ام آکاد درماتول. 1996؛ 34 (2 pt 1): 209-18.

16. Schuurmann M، Stecher MM، Paasch U، Simon JC، Grunewald S. ارزیابی رنگ‌آمیزی دیجیتال برای میکروسکوپ اسکن لیزری کانفوکال ex-vivo. JEADV. 2020؛ 34 (7): 1496-9.

17. Gareau DS. امکان سنجی موزاییک های کانفوکال چندوجهی رنگ آمیزی دیجیتالی برای شبیه سازی هیستوپاتولوژی J Biomed Opt. 2009؛ 14 (3): 034050.

18. Zhang Y، Ingham B، Cheong S، Ariotti N، Tilley RD، Naffa R، و همکاران. مطالعات پراکندگی پرتو ایکس با زاویه کوچک Synchrotron در زمان واقعی ساختار کلاژن در طول پردازش چرم. Ind Eng Chem Res. 2018؛ 57 (1): 63-9.

19. از تصویر تا اطلاعات: پردازش تصویر در پوست و زیست شناسی پوست. در: هامبلین، ام.، آوچی، پی، گوپتا، جی.، ویراستاران. تصویربرداری در درماتولوژی، چاپ اول، انتشارات دانشگاهی: آمستردام، هلند. 2016. ص. 519-35.

20. Schneider SL, Kohli I, Hamzavi IH, Council ML, Rossi AM, Ozog DM. فناوری های نوظهور تصویربرداری در درماتولوژی، بخش دوم: کاربردها و محدودیت ها. جی ام آکاد درماتول. 2019؛ 80 (4): 1121-31.

21. Guida S, Pellacani G, Ciardo S, Longo C. تصویربرداری میکروسکوپی بازتابی از پیری پوست و سرطان پوست. مفهوم درماتول پراک. 2021؛ 11 (3): 2021068.

22. وانگ اچ، شیر تی، فولا ام جی، کولا گو، استاماتاس جی.ان. تغییرات مورفولوژیکی مرتبط با سن ماتریکس پوستی در پوست انسان در داخل بدن توسط میکروسکوپ چند فوتونی ثبت شد. J Biomed Opt. 2018؛ 23 (3): 1-4.

23. جونز RR، Castelletto V، Connon CJ، Hamley IW. اثر تحریک کلاژن پپتید آمفیفیل C16-KTTKS بر فیبروبلاست های انسانی. مول فارم. 2013؛ 10 (3): 1063-9.

24. گوروحی ف، میباخ HI. نقش پپتیدهای موضعی در پیشگیری یا درمان پیری پوست Int J Cosmet Sci. 2009؛ 31 (5): 327-45.

25. Shinde AV، Humeres C، Frangogiannis NG. نقش اکتین ماهیچه صاف در انقباض و بازسازی ماتریکس با واسطه فیبروبلاست. Biochim Biophys Acta. 2017؛ 1863 (1): 298-309.

26. Hinz B، Coletta G، Tomasek JJ، Gabbiani G، Chaponnier C. بیان اکتین عضلات صاف آلفا فعالیت انقباضی فیبروبلاست را تنظیم می کند. مول بیول سلول. 2001؛ 12 (9): 2730-41.

27. Valcourt U، Alcaraz LB، Exposito JY، Lethias C، Bartholin L. Tenascin-X: فراتر از عملکرد معماری. Cell Adh Migr. 2015؛ 9 (1-2): 154-65.

28. Egging D، van den Berkmortel F، Taylor G، Bristow G، Schalkwijk J. برهمکنش های حوزه های تناسین-X انسانی با مولکول های ماتریکس خارج سلولی پوستی. Arch Dermatol Res. 2007؛ 298 (8): 389-96.

29. Minamitani T، Ikuta T، Saito Y، Takebe G، Sato M، Sawa H، و همکاران. تعدیل فیبریلوژنز کلاژن توسط تناسین-X و کلاژن نوع VI. Exp Cell Res. 2004؛ 298 (1): 305-15

اطلاعات پشتیبانی

اطلاعات پشتیبانی اضافی را می توان در نسخه آنلاین مقاله در وب سایت ناشر یافت.

【برای اطلاعات بیشتر:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】