Как устроена кожа человека: Что нужно знать о коже?

Содержание

Строение кожи человека, функции и интересные факты о коже

Кожа это чрезвычайно важный орган человека. Без него мы не смогли бы вообще жить. Многие считают, что его задача обеспечивать красивый внешний вид. Конечно, да. Но есть и много других функций. Сегодня мы рассмотрим строение кожи, ее функции, а также узнаем несколько интересных фактов об этом органе и что он представляет из себя.

Что такое кожа

Кожа это наружный эластичный орган, который выполняет очень большое количество функций, которые мы рассмотрим ниже. Состоит он из трех частей: эпидермиса, дермы и подкожного жирового слоя. Также она играет очень важную роль в иммунитете, выступая естественным барьером, а также сосредоточением лимфатических и кровеносных сосудов, которые борются с внешними возбудителями с помощью лейкоцитов и лимфоцитов.

А теперь подробнее.

Структура кожи

Схема строения кожи с одной стороны, простая, а с другой сложная. В зависимости от того, как глубоко смотреть. Мы постараемся лаконично привести как можно большее количество информации о составе кожи человека. Вот схема:

  • Эпидермис. Это верхний слой, который служит барьером от проникновения воды, бактерий, а также защищающий от других негативных факторов. Кроме того, он позволяет понять очень многое о состоянии внутренних органов. Например, при циррозе печени и гепатите внешние покровы становятся желтыми. Диагностическими критериями могут служить высыпания, шелушения и другие повреждения. Качество эпидермиса прямо зависит от состояния здоровья организма. Состоит он из пяти слоев:
    • Базальный. Он является самым нижним слоем эпидермиса, который непосредственно контактирует с дермой. Задачи базального слоя просты поддержание влажности (он содержит до 70% воды), а также регенерация клеток.
    • Шиповатый. Характерная его особенность клетки, внешне похожие на шипы (отсюда и название). Шиповатый слой производит кератин, который необходим для придания покрову прочности и упругости. Этот белок выступает одним из главных строительных материалов этого органа.
    • Зернистый. Состоит из маленьких клеточек, которые очень плотно прилегают друг к другу. Задача этого слоя выделение межклеточного жира и увлажнение кожи.
    • Блестящий. Он бывает не везде, а лишь на стопах и ладонях. Задача этого слоя предотвращать трение и износ покрова. Учитывая то, что именно эти части наиболее часто подвергаются неблагоприятным воздействиям, то без этого слоя мы бы раздирали руки до крови, если бы хотели подтягиваться или выполнять любую работу руками.
    • Роговой. Ну и, непосредственно, самый известный слой эпидермиса, который выполняет много задач, и прежде всего, поддержание иммунитета. Роговой слой защищает кожу от внешних воздействий, таких как температура, бактерии или лишнее проникновение воды извне.
  • Дерма. Она состоит из кровеносных и лимфатических сосудов, коллагеновых и эластиновых волокон, которые делают кожу упругой и эластичной. Между этими волокнами находится гиалуроновая кислота, которая нужна для удержания влаги. Между эпидермисом и дермой находится базальная мембрана.
  • Жировой подкожный слой. Его задача хранение полезных для кожи питательных веществ. Кроме того, он выполняет функцию опоры для дермы, а также синтеза половых гормонов. Слой подкожной жировой клетчатки выполняет еще одну важную задачу снабжение организма и кожи, в частности, энергией. Сам слой подкожной жировой клетчатки состоит из множества маленьких долек. Внутри него проходят кровеносные сосуды. В общем, без него действительно тяжело, и нельзя обойтись. Если, конечно, вес не чрезмерный. Собственно, именно здесь откладывается большая часть лишнего жира, и если этот слой слишком толстый, человек начинает плохо выглядеть. Чтобы этого не допустить, достаточно вести здоровый образ жизни заниматься спортом, умеренно питаться, употреблять спиртные напитки в меру и прочее, о чем все и так знают. Часто к этому же слою относятся мышцы, которые двигают кожей (лица, например, хотя и не только).

Мы расписали строение кожи только в общих чертах, потому что на эту тему писались целые монографии. Копать можно до бесконечности, вплоть до органелл внутри клеток и их химического состава. Явно это лишнее.

Функции кожи

Кожа это многофункциональный орган, и потому его тяжело приписать к определенной системе. Например, одна из ее задач уничтожение болезнетворных бактерий и предотвращение их попадания в организм. То есть, в этом аспекте кожу можно рассматривать, как часть иммунной системы. Но не только. Вот еще некоторые активные функции кожи:

  • Терморегуляция. То есть, поддержание стабильной температуры тела или ее повышение/понижение в зависимости от определенных ситуаций. Терморегуляцию иногда можно также рассматривать, как часть иммунной системы, что лишний раз говорит о том, что кожа уникальный орган.
  • Реагирование на сигналы, поступающие из внешней среды. Среди них может быть боль или прикосновение. Также наш телесный покров отвечает за чувство температуры, фактуры поверхности, тактильный анализ очертаний предметов.
  • Учавствует в создании витамина D, который предотвращает ряд неприятных заболеваний. Вот это полезная сторона загара, потому что ультрафиолетовые лучи являются необходимым условием для синтеза этого полезного вещества.
  • Благодаря меланоцитам наш телесный покров создает пигмент меланин, от количества которого зависит ее тон. У чернокожих его больше, у европейцев меньше.
  • Регулирование водного и кислотно-щелочного баланса.

Все это активные функции, то есть такие, которые происходят при активном вмешательстве органа. А вот пассивные задачи, выполняемые кожей:

  • Выполнение роли природного барьера от вредных микроорганизмов, ультрафиолетового излучения, ряда радиоактивных частиц, низкоконцентрированных кислот и щелочей.
  • Эстетическая функция. То есть, для поддержания красоты. Чем она более упругая, нежная и здоровая, тем красивее выглядит человек.

Интересные факты о коже

Кожа это самый большой орган человека. Так, ее площадь составляет около двух квадратных метров. Хотя у высоких людей эта цифра может отличаться. Кроме того, она довольно тяжелая и занимает в среднем 16% от веса человека. Чем больше у нас жировая масса, тем выше эта цифра. А вот еще несколько интересных фактов, которые поразят вас:

  • Каждую минуту в среднем человек теряет 40 тысяч мертвых клеток кожи.
  • Дети изначально рождаются более светлыми. Лишь после родов, после начала активного кровообращения, начинает вырабатываться пигмент меланин, который отвечает за более темный или светлый цвет. Причем эта тенденция наблюдается даже у чернокожих детей.
  • Если появился рубец, это означает, что поврежден средний слой кожи (дерма). Чтобы залатать его, выделяется коллаген.
  • Рисунок на подушечках пальцев имеет четкую функцию обеспечивать сцепление при хватании мокрых и скользких предметов, а также не допустить повреждение кожи из-за трения.
  • Изначально люди были темнокожими, и только 50 тысяч лет назад количество вырабатываемого меланина уменьшилось. Произошло это из-за того, что люди мигрировали ближе к северу, где солнечная активность меньше. А ведь меланин и вырабатывается под действием ультрафиолетового излучения, доказательством чего является загар.
  • Самый тонкий покров это веки, а толстый находится на стопах.

Выводы

Мы разобрали строение, значение, функции кожи. Поняли, что она представляет собой, как орган и какой она вообще бывает. Без этой важной составляющей множества систем органов невозможно нормальное существование человека. И если возникают какие-то проблемы с кожей, то с большой вероятностью, они появляются и в других органах. Тем более что она может служить индикатором неполадок, как, например, при гепатите и циррозе. Линней читайте в нашей статье.

Как глубоко косметика может проникать в кожу — и каким образом?

Способны ли косметические ингредиенты проникнуть сквозь эпидермис — и если да, как именно они это делают? Разбираемся.

Майя Лазарева, редактор портала 1nep.ru, колумнистка Flacon, автор статей для бьюти-глянца, ведущая научно-популярного телеграм-канала об уходе за кожей BeautyByMaya:

— Когда я только стала бьюти-редактором, мое представление о том, как устроена кожа и как работает косметика, было довольно своеобразным. Думала, что косметика или сразу проникает в кровь через кожу — тогда это как минимум лекарство, или она остается лежать мертвым пластом и ничего не делает.

Похоже, такая история происходит не только со мной. Бьюти-сообщество как будто разделилось на два лагеря. Первые считают, что современные кремы не способны проникнуть сквозь эпидермис, а все заявления об обратном — происки маркетологов, а вторые — что новым технологиям все под силу!

Попробуем разобраться, может ли все-таки крем проникнуть в кожу и насколько глубоко? Кому верить, куда бежать? И главное, какой крем в итоге брать?)))


Официально

Закон в Европе и в России говорит, что вся косметика, если она не лекарство, имеет право работать только на уровне верхних слоев эпидермиса (в роговом слое), не меняя характеристики и функционирование кожи и ее элементов.

«Парфюмерно-косметическая продукция (ПКП) — вещество или смеси веществ, предназначенные для нанесения непосредственно на внешний покров человека (кожу, волосяной покров, ногти, губы и наружные половые органы) или на зубы и слизистую оболочку полости рта с единственной или главной целью их очищения, изменения их внешнего вида, придания приятного запаха, и/или коррекции запаха тела, и/или защиты, и/или сохранения в хорошем состоянии, и/или ухода за ними». (Технический регламент ТС 009/2011)

Можно было бы подумать, что с профессиональной косметикой все понятнее, и там точно все проникнет куда надо. Но это не совсем так. В техническом регламенте о парфюмерно-косметической продукции формулировка, а что же это именно такое, довольно расплывчатая.

«Косметика профессиональная — парфюмерно-косметическая продукция, предназначенная для использования юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями при оказании парикмахерских и/или косметических услуг» — то есть профессиональной в понимании закона становится любая косметика, если ее использует в работе специалист. (Технический регламент ТС 009/2011).

Хотя это мы уже придираемся. Все-таки большое число средств могут работать в глубоких слоях эпидермиса, а некоторые даже и в дерме. Просто производители и дистрибьюторы (если они законопослушные и не хотят нарваться на штрафы) не говорят об этом.


Немного теории

Если вы сколько-нибудь интересуетесь бьюти, то информация о том, что одна из основных функций кожи — барьерная — вас так или иначе настигла.

Но это все равно не значит, что кожа непроницаемая. Например, без всякой дополнительной помощи со стороны технологов сквозь роговой слой довольно легко проникают вещества с молекулярным весом менее 500 дальтон. И вы многие такие вещества знаете и используете — это ретиноевая кислота и другие формы витамина А, витамин E, С, ресвератрол, гликолевая и салициловая кислота, AHA-кислоты, гиалуронат натрия (низкомолекулярная гиалуроновая кислота), кофеин, ниацинамид, а также достаточно большое количество пептидов (в основном небольшие).

Если же кожа не в лучшем состоянии, например, слишком сухая или жирная, то и барьерная функция ее ухудшается.

При сухой коже в липидном слое образуются прорехи – соответственно, внутрь могут проникать вещества и с большим молекулярным весом, чем 500 Да (но ненамного).

Жирной коже свойственны

расширенные поры и активные сальные железы, что распахивает двери множеству ингредиентов, так как жирорастворимые вещества всегда проникают лучше (а косметические химики этим пользуются, приделывая к более «крупным» молекулам жирорастворимые части, чтобы улучшить их проникновение).

Итого:

  • Вещества с молекулярной массой менее 500 Да довольно легко проникают в кожу без посторонней помощи
  • При нарушенной барьерной функции кожи ее проницаемость улучшается

Но куда именно ингредиенты попадают?

Большинство ингредиентов могут проникнуть с поверхности рогового слоя в глубину эпидермиса. Небольшие пептиды, АНА-кислоты, витамины, например. Другие проскакивают вплоть до дермы и гиподермы разными путями — это зависит от размера молекулы, от того, насколько нарушен липидный слой, жирорастворим или водорастворим тот или иной ингредиент.

Например, некоторые формы ретинола частично проникают в дерму, а эфирные масла и того глубже.

Но хотя подавляющее большинство косметических ингредиентов проникает лишь в эпидермис (напомним, что в глубоких слоях эпидермиса есть и живые клетки), они способны дать эффект в гораздо более глубоких слоях. Изолированное воздействие на клетки кожи возможно только в лабораторных условиях, в жизни же мы всегда получаем ответ от иммунной и нервной систем, и именно этот ответ обеспечивает изменение характеристик непосредственно дермы и эпидермиса.


Размеры косметических ингредиентов

  • Гликолевая кислота 76 Da
  • Ниацинамид 137 Da
  • Ресвератрол 228 Da
  • Ретинол 287 Da
  • Кофеин 194 Da
  • Токоферол 430 Da
  • Витамин С 176-700 Да
  • Пептиды 320-950 Da

Как увеличивают проникновение крема на практике?

  • Путем разрушения защитного слоя кожи

Если со здоровой кожи снять перед процедурой липидную пленку или сделать легкий пилинг, то активные ингредиенты имеют высокие шансы преодолеть роговой слой и пройти чуть глубже.

  • Благодаря аппаратным методикам

Сейчас довольно много процедур, которые обещают доставить активные ингредиенты и всякие витаминные коктейли в глубокие слои кожи (спойлер — не всем обещаниям можно верить).

Например, ионофорез и ультразвуковой фонофорез – вполне работают. В этих случаях ингредиенты «вбиваются» поглубже с помощью гальванического тока малой силы и низкого напряжения и ультразвука.

Фракционные лазеры могут прожечь микроканалы в коже (микроколодцы) за счет того, что нагревают воду в дерме. Пока они еще не затянулись, они работают как сквозные «ворота» через эпидермис, и этим пользуются косметологи, например, наносят сыворотки с факторами роста, витаминами и пептидами.

Есть еще аппараты, с помощью которых можно наносить вещества под давлением, чаще всего для этого используются водные растворы низкомолекулярных веществ, которые «вдуваются» в кожу для оказания местного эффекта (например, JetPeel или HydraFacial). Но насколько глубоко они доставляют активные вещества — большой вопрос.

  • Энхансеры пенетрации (нет, это не заклинание из Хогвардса)

Есть очень большая группа веществ, которые усиливают проницаемость кожи. Тийна Орасмяэ-Медер в одной из своих публикаций отмечала, что их насчитывается уже более 300!

Например (внезапно) это вода. Если количество воды в роговом слое увеличить, то и проницаемость его возрастет! Это большой плюс для использования средств с водорастворимыми ингредиентами. Так действуют влажные окклюзивные маски, пропитанные активными веществами и/или наносящиеся на кожу. После снятия маски роговой слой быстро высыхает и проницаемость возвращается к норме, что ценно.

Некоторые другие популярные энхансеры работают более избирательно и при постоянном использовании могут роговой слой повредить:

  • спирты (такие как гликоли, полигликоли, глицерин) повышают количество воды в коже и разрушают липидный слой, но могут (и скорее всего будут) раздражать;
  • эфирные масла (содержат ингредиенты, которые сами проникают очень глубоко и «тащат» за собой остальные активные компоненты). Чем глубже проникают, тем больше раздражают. Самые «глубококожные» эфирные масла — бергамота, можжевельника и некоторых цитрусовых. Это одна из причин, почему в комплексах с эфирными маслами очень важно жестко отслеживать их качество. Например, терпинеол – активное вещество масла можжевельника, часто использующееся как ингредиент крема, – через несколько минут после нанесения обнаруживается в
    жировых
    клетках, то есть уже на уровне гиподермы.
  • жирные кислоты — расщепляют жиры рогового слоя и проталкивают вглубь то, что с ними смешали, но могут сушить, так как разрушают липидную пленку при постоянном использовании (а именно она удерживает воду в коже).

Окклюзия — это замедление испарения. Вода непрерывно поднимается из глубины кожи к её поверхности и затем испаряется. Поэтому, если замедлить её испарение, накрыв кожу чем-нибудь газонепроницаемым, содержание воды в эпидермисе повысится достаточно быстро. Если плёнка полиэтиленовая, то роговой слой набухнет и защитный барьер разрушится.

Если обычный крем нанести на подготовленную (например, очищенную и отпилингованную) кожу, а сверху использовать окклюзию, некоторые его ингредиенты могут проникнуть в глубокие слои эпидермиса и даже в дерму.

Окклюзия бывает разная, чаще всего мы сталкиваемся с ней, делая обертывания, во время парафинотерапии или закрывая маску пленкой.

  • Нанотехнологии

В теории этот способ прекрасен и удобен, но как всегда есть нюансы.

Липосомы, наносомы, липидные наночастицы и микрогубки помогают активным ингредиентам крема попасть вглубь кожи, позволяют нестабильным и сложным компонентам не изменить структуру и «ужиться» друг с другом, обеспечивают их постепенное освобождение, а, следовательно, пролонгированное действие препарата.

«Наноматериал — нерастворимый или биоустойчивый и специально произведенный материал с не менее чем одним наружным размером либо внутренней структурой в пределах от 1 до 100 нм”

(Технический регламент ТС 009/2011)

На практике все еще нет однозначного ответа на то, как могут повлиять нанокомпоненты на нас в будущем, ведь они могут попадать в кровоток, кроме того, есть ряд технических сложностей, при которых иногда нанокомпоненты объединяются в более крупные конгломераты и тогда, конечно, в кожу ничего не проникнет.


РЕЗЮМЕ

Непроницаемость кожи — косметический миф. Протащить какие-то активные вещества вглубь нее – не такая уж сложная задача, причем стоимость средства ничего не говорит о том, куда оно проникает в реальности – ведь эфирные масла могут быть на порядок дешевле средств в пептидами.

Но насколько реально это необходимо? Большинство косметических средств отлично работают на поверхности кожи, ведь главная задача — решить проблему, а не любой ценой запихнуть гиалуронку поглубже. Неоправданное желание сделать это, напротив, может привести к негативным и непредвиденным последствиям: раздражению, аллергии, воспалениям, нарушению защитных функций или даже к системным реакциям организма. В общем, не зря средства с официальным «глубоким» проникновением сертифицируются как лекарства, и их безопасность и эффективность исследуются намного серьезнее.


Благодарим Тийну Орасмяэ Медер за помощь в подготовке статьи и консультирование!


Классный час на тему “Как устроена кожа человека” (2 класс)

Как устроена кожа человека

Цели: расширить знания учащихся о коже человека и ее функциях; убедить в необходимости ухода за кожей.

I. Инсценировка.

Действующие лица: Учитель, Грязнуля, Чистюля, Больной, Врач,

Волосок, Эпидермис, Дерма, Клетчатка.

Действие 1

Учитель. Здравствуйте, ребята! Как вы думаете, хорошо было бы иметь такую одежду, которая не промокала бы под самым сильным дождем, не впитывала бы в себя влагу, но свободно пропускала бы воздух? И к тому же, чтобы она не выцветала, не мялась, и ее можно было бы носить хоть 100 лет. А такая одежда существует. Вы догадались, о чем я говорю? Да, правильно, о коже.

Подумайте, для чего служит кожа? (Учащиеся отвечают.) Да, правильно, кожа выполняет защитную, механическую и рецепторную функцию. А теперь мы поговорим об уходе за кожей.

Действие 2

Вбегает Грязнуля.

Грязнуля. Помогите, спрячьте меня, пожалуйста! Не хочу, не буду, отстаньте от меня, наконец!

Вбегает патруль – Чистюля.

Чистюля. Вот ты где, несносный Грязнуля! Все равно я заставлю тебя мыться!

Учитель. Постойте, постойте, объясните, в чем дело.

Чистюля. Уважаемый Учитель, уважаемые дети! Я очень вас прошу помочь убедить Грязнулю, что нужно следить за своей кожей.

Грязнуля. А зачем? Да мне и так неплохо.

Учитель. Ребята, поможем?

Чистюля. Одно из важных условий здоровья человека – чистая кожа. Слущивающиеся клетки эпидермиса грязной кожи склеиваются кожным салом и закрывают протоки сальных и потовых желез. На грязной коже размножаются микроорганизмы. На каждом см2 кожи Грязнули можно обнаружить до 40 тысяч микробов, среди которых могут оказаться возбудители болезней. Только мытье горячей водой с мылом полностью освобождает кожу от всех накопившихся на ней продуктов выделения и микробов. А знаете ли вы, ребята, что кожа дышит?

Грязнуля. Да ну! Не может быть!

Чистюля. Да, да, через свои поры кожа впитывает свежий воздух, который так необходим каждой клеточке. Теперь тебе понятно, почему следует мыться ежедневно?

Грязнуля. Ну, ладно, убедили. Да, грязнулей быть плохо – это ясно. Но как же не быть грязнулей? Конечно, взрослые постоянно напоминают: «вымой руки, причешись, прибери на столе». И все-таки лучше делать это без напоминаний, самому научиться умываться, купаться, приводить в порядок свои вещи так, чтобы получать от этого настоящее удовольствие. Спасибо вам за помощь. Теперь я понял, как важно содержать кожу в чистоте.

Учитель. А теперь, ребята, отгадайте загадки.

Ускользает, как живое.

Но не выпущу его я,

Белой пеной пенится,

Руки мыть не ленится.

(Мыло.)

Плещет теплая волна

В берега из чугуна.

Отгадайте, вспомните,

Что за море в комнате?

(Ванна.)

Чистюля. Огромное спасибо вам, ребята, за то, что помогли перевоспитать упрямого Грязнулю. И я надеюсь, что вы не будете такими, как он.

Учитель. Знаете ли вы, ребята, что производными кожи являются ногти и волосы и что если не ухаживать за кожей и ее производными ежедневно, то могут появиться различные заболевания: грибковые, клещи и др.? А как вы ухаживаете за своей кожей? (Учащиеся отвечают.)

Действие 3

Входит Больной, охает, ахает.

Больной. Ой, как у меня все болит, ребята, помогите мне, пожалуйста!

Учитель. Что с вами случилось, расскажите нам, пожалуйста, а мы попытаемся вам помочь.

Больной. Я изо дня в день занимаюсь спортом, а принимать душ, мыть ноги каждый день мне неохота. Как и всем, мне хочется погулять, посмотреть телевизор. И поэтому у меня появилось грибковое заболевание на ногах. Ступни ног стали чесаться, между пальцами появились трещины и опрелости.

Учитель. Ребята, давайте поможем Больному и вызовем врача. Кто мне подскажет номер телефона скорой помощи? (Учащиеся называют, учитель вызывает врача.)

Входит Врач.

Врач. Здравствуйте, что у вас случилось?

Больной. Доктор, я долго не мылся, и у меня появилось вот что (показывает ногу). Что вы мне посоветуете?

Врач. Это заболевание появилось в связи с несоблюдением правил личной гигиены. А чтобы избежать таких неприятных ощущений (показывает на Больного), нужно ежедневно перед сном мыть ноги, носить удобную обувь. Ребята, а знаете ли вы, что продолжительность жизни волос индивидуальна и зависит от возраста человека, состояния его нервной системы и т. д.? Каждый волос имеет собственный цикл жизни. У человека ежедневно выпадает до 100 волос и одновременно такое же количество вырастает вновь. В среднем волосы головы вырастают за год на 15 см. Что касается ногтей, то за неделю они вырастают в среднем на 0,5 мм, летом растут быстрее, чем зимой. Скорость роста ногтей не одинакова, на руках они растут быстрее.

Действие 4

Звонит телефон, трубку берет Учитель.

Учитель. Да, она здесь. Доктор, это вас.

Врач. Да, сейчас приду. До свидания, ребята, у меня срочный вызов, опять те же проблемы. (Уходит.)

Больной. Эти врачи наговорят, а ничего не понятно. Ребята, а вы не сможете объяснить мне, что же все-таки делать? (Учащиеся рассказывают.)

Учитель. Ну вот, ребята, теперь вы поняли, как важно дружить с мылом и водой, и таких проблем, как у этого Больного, у вас не будет никогда.

Действие 5

Входят: Волосок, Эпидермис, Дерма, Клетчатка.

Волосок. Моя мамочка-кожа любит меня больше всех вас. Я обитаю по всему человеческому телу и удерживаюсь в течение всей жизни, только с годами меняю свой цвет, так как в седом волосе разрушается красящее вещество, и он заполняется воздухом.

Эпидермис. Нет, я самый главный из детей мамы-кожи. Потому что я защищаю кожу от механических повреждений.

Дерма. Я старшая из сестер. Мне отводится самая трудная задача – находящиеся во мне рецепторы выполняют рецепторную функцию. Вот я какая!

Клетчатка. Вы как хотите, но я про себя точно знаю, что без меня человеку не обойтись. Я являюсь «подушкой» для органов, изолирующим слоем, складом питательных веществ и энергии.

Учитель. Не спорьте, не спорьте. Каждый из вас в отдельности прав. Вы братья и сестры, вы единое целое, а это значит – вы все важны для организма, для мамы-кожи.

II. Игры.

Учитель. А теперь давайте поиграем. Разделимся на 3

команды и выберем капитанов.

Задание 1.

Учитель начинает сказку, учащиеся должны продолжить ее.

Жил-был мальчик и однажды он пошел гулять в парк. Идя по тротуару, он поскользнулся и упал, содрав при этом коленку… (Учащиеся продолжают.)

Задание 2.

На доске написаны 8 правил:

1) Не расчесывать волосы чужой расческой.

2) Чистить зубы ежедневно утром и вечером.

3) Каждый день принимать прохладный душ.

4) Мыть руки перед едой.

5) Следить за ногтями на руках и ногах.

6) Не есть грязные фрукты и овощи.

7) Мыться один раз в год.

8) Не расчесывать волосы.

Из этих правил нужно выбрать только те, которые относятся к уходу за кожей.

Задание 3.

Из 3 кругов (синий, белый, желтый) нужно выбрать кружок, наиболее подходящий для выражения чистоты.

Задание 4.

К доске приколота ромашка, на каждом из лепестков которой написаны вопросы. Капитаны команд должны выбрать по одному лепестку и ответить на вопрос.

Вопросы на лепестках ромашки:

1) От чего появляются грибковые заболевания?

2) Почему нельзя расчесываться чужой расческой?

3) Назовите функции кожи.

4) Назовите три слоя строения кожи.

5) Что случается с грязнулями?

6) Может ли кожа дышать?

Задание 5.

Капитаны команд с завязанными глазами должны выбрать из предметов, лежащих на столе (шампунь, часы, кассета, зубная щетка, зубная паста, расческа, кошелек, заколка для волос и др.), те, которые можно отнести к предметам ухода за кожей.

Учитель. Ребята, пока капитаны команд выполняют задания, мы с вами посмотрим через микроскоп на кожу кролика, которая по своему строению схожа с кожей человека.

Задание 6.

Представителям 3 команд необходимо как можно четче произнести скороговорки:

1. Милая Мила мылась с мылом,

Намылилась и смыла –

Так мылась Мила.

2. Мила мыла мишку мылом.

Мила мыло уронила.

В конце игр подводятся итоги, вручаются призы.

III. Инсценировка.

Дети выносят ширму с надписью «Бассейн».

Учитель. А сейчас посмотрим, как проходит урок физкультуры в бассейне. Сначала всем необходимо принять душ.

Ученица. А зачем его принимать, мы и в бассейне искупаемся?!

Учитель. Как это зачем? Представь себе, если каждый будет купаться в бассейне без предварительного омовения под душем, тогда вода в бассейне станет грязной, и в ней могут появиться носители различных заболеваний.

Ну а теперь все в душ! Хорошо, молодцы, вот сейчас можно и в бассейн! После бассейна можно сделать массаж, чтобы ваша кожа освободилась от слущивающихся клеток эпидермиса, нормально функционировала и т. д.

Учитель. Теперь мы знаем, как ухаживать за нашей кожей. Я надеюсь, грязнуль у нас не будет.

Кожа, из чего она сделана? Для чего нужна кожа?

Кожа – это оболочка тела. Удивительно упругая и прочная, она защищает нас от микробов и внешних воздействий, помогает поддерживать постоянную температуру организма, выводит некоторые отходы организма через поры и регулярно обновляется. Кроме этого, в коже находятся рецепторы, которые посылают сигналы спинному мозгу, обеспечивая ее осязательную функцию. Так мы можем различать холодное и горячее, гладкое и шероховатое.

Из чего сделана кожа?

Кожа – самый обширный орган нашего тела, она покрывает площадь не менее 2 кв. м!

В коже различают два основных слоя -эпидермис и дерму (собственно кожу), а также более тонкий слой – гиподерму или подкожную клетчатку. Эпидермис: наружный слой кожи, содержащий меланоциты – клетки, вырабатывающие меланин, который действует, когда мы загораем на солнце. В этом слое содержится и роговое вещество кератин – белок, присутствующий также в волосах, ногтях и волосках на теле. При воздействии солнечного света в эпидермисе вырабатывается витамин Д, удерживающий кальций в костях. Эпидермис регулярно обновляется: отмершие клетки на поверхности кожи заменяются новыми. Дерма: толстый внутренний слой обеспечивает упругость и прочность кожи. Дерма пронизана кровеносными сосудами, сальными железами, выделяющими жировое вещество – кожный жир, потовыми железами, отвечающими за потоотделение, чувствительными рецепторами, реагирующими на прикосновение или нажатие, и нервными окончаниями, посылающими в мозг информацию о наружной температуре. Гиподерма: тонкий слой, расположенный под слоем дермы и состоящий из жировых клеток, выполняет роль теплоизоляционного материала. С возрастом кожа покрывается морщинами из-за постепенного износа дермы.


В коже различают три слоя: эпидермис, дерму (собственно кожу) и гиподерму (подкожную клетчатку)
1. Поверхность кожи покрыта волосками
2. Наружный слой кожи называется эпидермис
3. Внутренний слой кожи называется дерма
4. Под слоем дермы находится гиподерма

Для чего нужна кожа?

Это естественный барьер, защищающий от внешней агрессивной среды и микробов. Кожа также способствует регуляции внутренней температуры тела: если нам жарко, мы потеем, таким образом освежая организм. Если нам холодно, мы дрожим или покрываемся «гусиной кожей» – это помогает организму согреться.

Кожа всех цветов

За цвет кожи отвечает меланин. Но количество этого пигмента у всех разное. Если меланина много во всех слоях кожи, то кожа имеет черный цвет. Если меланин присутствует только в глубоких слоях эпидермиса, кожа светлая. Если меланин сочетается с другим веществом – каротином, кожа имеет желтый опенок. Светловолосые люди, кожный покров которых вырабатывает мало меланина, обычно обгорают на солнце, если не защищают кожу специальными средствами. Но «обгореть» может и кожа темноволосого человека, если он находится под солнцем без защиты.

Масса кожи составляет от 3 до 5 кг у разных людей.

Старение кожи — Клиника медицины кожи

Лицо – это первое на что обращают внимание окружающие нас люди при встрече. Поэтому оно должно быть доброжелательным, а кожа здоровой и ухоженной. Все женщины хотят продлить молодость кожи, как можно дольше. Но, к сожалению, рано или поздно появляются признаки старения, первые морщинки. Естественные процессы необратимы, но современная косметология, как и грамотный домашний уход, способны продлить молодость и красоту кожи.

Как устроена кожа и почему она стареет?

Кожа человека состоит из трех слоев. Эпидермиса, дермы и подкожно-жирового слоя.

Эпидермис – это поверхностный слой кожи, который мы видим. Он состоит из маленьких клеточек. Эти клетки имеют свойство регулярно обновляться. В молодости клеточки обновляются за 28 дней. С возрастом этот цикл замедляется, поэтому клеткам необходимо помогать отшелушиваться с поверхности кожи. Если этого не делать, то кожа потеряет здоровый, молодой вид.

Второй слой кожи – это дерма. Она находится непосредственно под эпидермисом. Дерма состоит из волокон коллагена и эластина, которые отвечают за упругость и эластичность кожи. Еще один важный компонент дермы – это гиалуроновая кислота. Это вещество находится между волокнами коллагена и эластина и отвечает за увлажненность кожи. С возрастом выработка эластина и коллагена, а также гиалурона, замедляется. Кожа теряет упругость и эластичность, становится более сухой. Поэтому на лице появляются морщинки. 

Помимо естественных возрастных изменений в коже, на ее здоровье сказываются внешние факторы. Загрязненная окружающая среда, ультрафиолетовое излучение, вредные привычки, проблемы со здоровьем, стрессы, вредная пища ускоряют процессы старения кожи, появляются морщины.

Морщины бывают мимические, или поверхностные, и статические, или глубокие. 

Поверхностные морщины появляются вследствие неграмотного ухода за кожей, сухости, активной мимики, внешних факторов. Со временем поверхностные морщины становятся глубокими. С мимическими морщинами можно бороться с помощью пилингов и специальных кремов. 

Глубокие морщины, или статические, появляются вследствие естественного старения организма. Они образуются в дерме. Эффективные средства в этом случае – это грамотный домашний уход и посещение косметолога.

Как правильно ухаживать за кожей, чтобы сохранить молодость?

Чтобы надолго сохранить молодость и здоровье кожи, за ней необходимо ежедневно ухаживать. Грамотный домашний уход состоит из очищения, глубокого очищения, тонизирования, увлажнения и защиты. 

Очищение.

Очищать кожу необходимо ежедневно, утром и вечером. С утра лицо очищают от продуктов кожного метаболизма, которые накопились за ночь. А вечером – от грязи, пота, кожного сала, бактерий, косметики. Умываться необходимо специальными препаратами, которые предназначены именно для этих целей. Многие используют мыло, однако оно разъедает защитный слой и сушит кожу, поэтому не умывайтесь мылом. Кроме того, мыло провоцирует повышенное салоотделение у людей с жирной и комбинированной кожей.

Глубокое очищение. 

Глубокое очищение коже необходимо 1-2 раза в неделю. На этом этапе нужно удалить мертвые клеточки с поверхности эпидермиса. Используйте средства с отшелушивающим эффектом, например скрабы. Однако не следует применять средства с грубыми твердыми частицами, они могут травмировать кожу. Отдайте предпочтение более мягким препаратам. Они действуют бережнее, а эффект такой же. 

Тонизирование.

Многие очищающие средства смещают рh кожи. Задача тоника – восстановить этот природный ph. Поэтому утром и вечером необходимо протирать кожу ватным диском, смоченным тоником. Кроме того, это средство подготавливает кожу к дальнейшему уходу. 

Увлажнение и защита.

На завершающем этапе кожу необходимо увлажнить. Жирная кожа нуждается во влаге, также как и сухая. Поэтому используйте специальные увлажняющие кремы. Для юных девушек подойдут легкие составы, а женщинам постарше – антивозрастные кремы. 

Как правильно подобрать косметику для ухода за лицом? 

Косметика для лица должна соответствовать возрасту. Молодым девушкам для ежедневного ухода подойдет увлажняющая косметика с солнцезащитными фильтрами. В юном возрасте кожа работает нормально, она упругая и эластичная, гиалуроновая кислота вырабатывается в достаточном количестве. А вот защита от солнца необходима в любом возрасте, поэтому выбирайте кремы с SPF-фильтром. В молодом возрасте нет необходимости в антивозрастных компонентах. 

После 30 лет в коже замедляются естественные процессы, вырабатывается меньше гиалуроновой кислоты. Поэтому ежедневный уход должен содержать увлажнение, питание, антиоксиданты, которые борются со свободными радикалами, и солнцезащитные фильтры.

После 35 лет коже необходимы те же компоненты, что и после 30. Ухаживающая косметика должна содержать вещества, которые способствуют синтезу коллагена, эластина и гиалуроновой кислоты. Кроме того, средства должна обладать небольшим лифтинговым эффектом. Сейчас косметическая индустрия предлагает специальные крема для женщин от 35 лет. Выбор их достаточно большой, приобрести их можно как в широкой продаже, так и в аптеке, салонах красоты.

После 40 лет естественная выработка коллагена и эластина практически прекращается, гиалуроновой кислоты становится намного меньше, чем в более молодом возрасте. Поэтому кожа теряет упругость и эластичность, становится сухой. Появляются морщины. В этом возрасте необходимы средства, которые запускают процессы синтеза природных веществ. Требуется антивозрастная косметика. Эти препараты достаточно дороги, но они оказывают хороший лифтинговый эффект и помогают коже сохранить здоровый вид.

Несколько секретов молодости кожи от профессионалов.

Тональное средство – защита от окружающей среды.

Перед выходом на улицу старайтесь наносить на лицо тональный крем. Уличная грязь оседает на коже, ухудшая ее внешний вид и здоровье. Вспомните москитную сетку, которая висела на окнах у наших бабушек. Когда ее снимали, она вся была покрыта уличной грязью. Тональный крем служит барьером от накопления пыли, копоти, грязи на коже.

Используйте комплексные средства.

Ухаживайте за кожей препаратами одной марки и одной линии, которые содержат все этапы ухода. Комплексный подход наиболее эффективен. Представьте себе автомобиль, у которого руль от велосипеда, колеса от трактора, а двигатель от Боинга. Такая машина вряд ли поедет быстро. А когда все компоненты от одного производителя, автомобиль поедет быстро. Также и с препаратами по уходу за кожей лица. Средства от одного производителя будут действовать в синергии, усиливая эффект друг от друга.

Наносите средства по массажным линиям.

Массажные линии – это направления, где кожа меньше всего растягивается. Косметику необходимо наносить именно по этим линиям. Если наносить средства хаотично, то можно повредить коллагеновые и эластиновые волокна. Кроме того, задействуйте только средний и безымянный пальцы – это самые слабые пальчики. Все движения на лице должны быть мягкими и легкими.

Солнцезащитные фильтры.

Влияние солнца пагубно сказывается на здоровье и молодости кожи. Ультрафиолет проникает даже сквозь тучи и облака. А прямые солнечные лучи провоцируют пигментные пятна. Поэтому ежедневный уход должен включать кремы с солнцезащитными фильтрами.

Что предлагает современная косметология?

Грамотный уход за кожей дома в сочетании с процедурами в кабинете косметолога дает потрясающий результат. Такая кожа надолго сохранит красоту и ухоженный вид, замедлится появление морщин. Современная косметология предлагает множество процедур, продлевающих молодость кожи. Среди самых эффективных методик – лазерное глубокое дермальное омоложение, RF, биоревитализация, контурная пластика, пилинги, мезонити. В соответствие с состоянием вашей кожи косметолог порекомендует процедуры, которые необходимы именно в вашем случае. Выбирайте только лучших специалистов и хорошие клиники, ведь в руках косметолога ваш внешний вид. 

Наша Клиника предлагает вам последние достижения в косметологии и лучших специалистов, которые будут на страже красоты и молодости вашей кожи. Позвоните нам сегодня и запишитесь на консультацию к врачу-косметологу, который эффективно решит возрастные проблемы вашей кожи. Мы будем рады видеть вас в нашей Клинике!

Кожа человека (3-й класс)

Цель: познакомить учащихся с понятием “ кожа человека” и функциями кожи.

Задачи:

  1. Формировать знания учащихся о коже и её функциях.
  2. Развивать логическое мышление, умение анализировать, выделять главное в полученной информации и применять на практике полученные знания.
  3. Воспитывать навыки коллективного труда, бережного отношения к своему здоровью.

Оборудование.

  1. Увеличительное стекло, зеркала.
  2. Таблицы на каждую парту “результаты исследования”, “правила оказания первой помощи”
  3. Карточки-опоры: “Кожа человека”,“эпидермис, дерма, подкожный жир, клетчатка”, “ рана”, “ушиб”, “ожог”, “обмораживание”, источники информации.
  4. Энциклопедия
  5. Медиапроектор, ноутбук, медиадиск.
  6. Учебник

Ход урока

1. Организация класса

Здравствуйте, ребята! Я очень рада видеть вас на уроке. Меня зовут Татьяна Александровна. На прошлом уроке окружающего мира вы говорили о том, как человек воспринимает окружающий мир

Давайте проверим, на сколько хорошо вы усвоили материал предыдущих уроков.

2. Повторение изученного материала. (Создание ситуации успеха). Мини-тест.

Ребята, у каждого из вас на столе лежит карточка. В ней 7 рядов. В каждом ряду по 3 слова. Каждый ряд соответствует номеру вопроса. Итак, я задаю вам 1 вопрос, а вы в первом ряду красным маркером заштриховываете верные ответы. Верных ответов в ряду может быть 2.

Итак, начнём.

1. К органам пищеварительной системы относятся: в карточке заштрихуйте верные ответы.

1 сердце желудок кишечник
2 кишечник лёгкие Желудок
2 печень мозг Желудок
4 лёгкие Уши Нос
5 Чувствует запахи Чувствует прикосновения Различает вкус
6 Глаз нос Уши
7 печень Головной мозг нервы

2. Органами дыхания являются:

3. Какой орган управляет деятельностью всего организма?

4. Органами чувств являются…

5. Благодаря языку человек….

6. Органом слуха является…

7. Нервная система состоит….

Ребята, посмотрите на карточку, что у вас получилось? (пятёрки). Поднимите вверх карточку те, у кого получились пятёрки.

Молодцы! Значит, вы все справились с заданием.

3. Изучение нового материала

Сегодня на уроке мы с вами продолжим изучать организм человека. А какова тема нашего урока вы узнаете, отгадав загадку.

Тело сверху прикрываю,
Защищаю и дышу.
Пот наружу выделяю,
Температурой тела руковожу. (Кожа)

Совершенно верно. Сегодня на уроке мы будем говорить о коже.

“Кожа”. (Вывешивается плакат на доску)

Кожа равномерно покрывает всё тело, но это не просто оболочка нашего тела, а сложный орган с многими функциями, о которых мы будем сегодня говорить на уроке.

4. Работа в парах

Давайте проведём небольшое исследование. Работать будем в парах. Результаты исследования каждая пара будет вносить в таблицу, которая лежит у вас на столах.

Сравните свои наблюдения и выводы с приведёнными ниже утверждениями. Обведите “ДА” или “НЕТ”.

1. На ощупь кожа мягкая и упругая

Да

Нет

2. На стекле осталось пятно жира.

Значит, кожа выделяет жир

Да

Нет

3. На поверхности кожи видны волоски и поры.

Через поры выделяется жир и пот.

Да

Нет

Начнём наше самонаблюдение с рассматривания кожи своей руки. Попробуйте на ощупь. Сделай те вывод, какая она? (Мягкая упругая).Сравните своё наблюдение с утверждением в таблице. Если вы согласны, то обводите “ДА”, если не согласны, то “НЕТ”.

2. Посмотрите в зеркало, проведите пальцем по лбу. Затем приложите палец к зеркалу. Что осталось на поверхности зеркала? (Пятно) А что это за пятно? Как вы думаете? (Наверное, это жир). Заполните таблицу.

3. Рассмотрите кожу через лупу. Что вы видите? Кто увидел маленькие отверстия? А как они называются? (Поры). А как думаете, для чего они нужны? А ещё что вы увидели? (ВОЛОСКИ). Заполните таблицу.

Таким образом, опираясь на нашу таблицу, давайте сделаем вывод:

На ощупь кожа, какая? (Мягкая и упругая)

Что выделяет кожа? (Кожа выделяет жир)

Для чего нужны поры? (На поверхности кожи видны волоски и поры. Через поры выделяется жир и пот)

А теперь, ребята, предлагаю вам рассмотреть, как устроена наша кожа под микроскопом. Для этого мы воспользуемся медиадиском со специальной программой. Внимание на интерактивную доску. Посмотрим медиафрагмент (включатся медиадиск под названием “ Моё тело”).

1 фильм …

2 фильм …

(Фрагмент 2 с объяснением и с карточками на доску)

Эпидермис

дерма

жировая клетчатка

Наша кожа состоит из трёх слоёв. Первый слой-эпидермис или наружная оболочка, которая предохраняет кожу от повреждений. В ней находятся поры, через которые кожа дышит.

Второй слой называется дерма, или сама кожа. В ней находятся сальные железы, которые выделяют жир. Жир покрывает кожу и делает Её более мягкой. Потовые железы расположены по всей поверхность дермы. Пот испаряется и кожа охлаждается. И здесь располагаются кровеносные сосуды и нервы, поэтому кожа очень чувствительна.

И третий слой – подкожная клетчатка. Этот слой предохраняет от ушибов и сохраняет тепло.

Давайте подведём итог. Из каких слоёв состоит кожа? Перечислите.

Какой слой предохраняет от повреждений?

Какой слой сохраняет тепло?

Всё верно. Кожа является внешним покровом тела человека. Кожа защищает организм от вредных воздействий окружающей среды. Ребята, но оказывается, что кожа выполняет и другие функции. О них нам расскажет докладчик. (Специально подготовленный ученик рассказывает о функциях кожи)

Функции кожи.

Кожа – не просто покрытие человека. Это активный орган с разнообразными функциями. Кожа водонепроницаема, так что человек не высыхает в жару и не тает во время дождя.

Кожа защищает человека от солнечной радиации.

Она достаточно прочна, чтобы защитить от повреждений, в то же время достаточно мягка и упруга, что позволяет человеку совершать движения.

Она сохраняет тепло, охлаждает тело, поддерживая постоянную температуру внутри него.

С потом из организма человека выделяется большое количество вредных веществ. Когда на коже скапливается много жира и пота, то к ним прилипает пыль. НА коже начинают размножаться микробы. На 1см – находится до 40 тысяч микробов. Поэтому кожа должна быть всегда чистой.

Спасибо. Очень интересное сообщение. Ты обобщил всё, что мы сказали. Каким источником информации ты воспользовался когда готовил это сообщение. (Детской энциклопедией). Давай покажем её ребятам.

Ребята, мы сказали, что за чистотой кожи нужно всегда следить. А вы соблюдаете гигиену? Давайте на нашей физкультминутке покажем как это нужно делать.

5. Физкультминутка

Хомка, хомка, хомячок
Хомка – серенький бочок
Моет лапки, шейку трёт,
С мылом ушки промывает
Про мочалку не забывает
И всё сделав по порядку
Чистым делает зарядку:
Раз, два – выше голова.
Три, четыре руки шире
Пять шесть – тихо сесть.

6. Продолжение изучения нового материала

А кто нам теперь может рассказать правила гигиены?

Ребята, дома я вам предлагаю выполнить творческое задание. Вот на таком листочке вы можете написать памятку “МОЙДОДЫРА” по уходу за кожей, пользуясь различными источниками информации: учебником, энциклопедией, “интернет”…по желанию. Либо выполняете задание в учебнике стр. 137-139.

Работа по учебнику.

Но в жизни важно не только ухаживать за кожей, но важно ещё уметь вовремя оказать первую медицинскую помощь при повреждениях кожи.

Какие повреждения вам знакомы? (РАНЫ, УШИБЫ, ожоги, обморожения)

Предлагаю поработать с важнейшим источником информации – учебником. Работать будем группами. Каждой группе достанется один из видов повреждения кожи. А группа пользуясь учебником на странице 138 напишет в специальных таблицах правила оказания первой помощи, которые у вас лежат нам столах.

Давайте посмотрим, что у вас получилось. Выслушаем каждую группу и заполним таблицу.

На доске:

ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ ПРИ ПОВРЕЖДЕНИЯХ КОЖИ

Вид повреждения Первая помощь
Ранка

Промыть рану чистой водой.

Смазать вокруг раны йодом или зелёнкой

Перевязать чистым бинтом.

Ушиб Приложить грелку с холодной водой
Ожог Полить обожженное место холодной водой

7. Итог урока

Молодцы, вы отлично потрудились. А теперь давайте ещё раз вспомним так о чем мы говорили весь урок. О коже. Какую роль выполняет кожа?

Какие источники информации мы использовали в течение урока. Назовите их.

Рассказ учителя

Учебник

Энциклопедия

Медиадиск

Ребята, мне очень понравилось с вами работать. Я чувствовала вашу поддержку. Спасибо вам большое. У меня есть для вас подарок. Я хочу подарить вам на память медиадиски, из которых вы сможете получить много дополнительной информации.

Строение кожи: эпидермис, дерма, гиподерма

В современном мире даже ребенок понимает, что наша кожа – это не просто покров тела, а очень важный незаменимый орган, благодаря которому мы можем полноценно жить и чувствовать себя здоровыми. Клетки кожного покрова выстилаются в самый большой орган человека, который выполняет защитную, дыхательную, барьерную и другие незаменимые функции.

Особенности строения кожи человека дают возможность в течение суток поддерживать температуру тела в норме, принимая на себя удары солнца и ветра. Значение кожи нельзя недооценивать. Поэтому очень важно каждому из нас – от мала до велика, иметь представление о том, как устроен кожный покров.

Как устроена человеческая кожа?

Строение кожи каждого человека представлено в виде уникальной машины, которая направлена на обеспечение комфортной и здоровой жизни. Кожный покров занимает общую площадь тела в два квадратных метра и толщиной от 2 до 4 мм. Помимо этого, наша кожа защищает внутренние органы от сильного холода и зноя.

Вы не удивлялись тому, что клетки, выстилающие кожный покров, устойчивы к воздействию соляной кислоты и щелочи? А почему верхний слой кожного покрова остается целым и гибким в результате сильных механических повреждений. Стоит отметить, что благодаря функциям кожи мы можем не бояться воздействия климата, патогенных микроорганизмов и других внешних негативных факторов.

Клетки кожи полностью пронизаны нервными окончаниями, которые напрямую связаны с головным мозгом.

Все в нашем организме взаимосвязано, а это значит, что любая патология может повлиять на самочувствие. Именно поэтому строение кожи человека представлено по слоям из:

  • Эпидермиса;
  • Дермы;
  • Подкожной клетчатки;
  • Кожных придатков;
  • Гиподермы.

Каждый из этих слоев выполняет свои функции и имеет определенное значение для общего состояния организма.

Строение эпидермиса и его функции

Строение кожи

Схема строения кожи человека начинается с эпидермиса. Это наружный слой толщиной от 0,03 мм до сантиметра. Клетки эпидермиса направлены на защиту внутренних органов от теплового, химического, механического воздействия. Толщина слоя эпидермиса уплотнена на коленях, ладонях и локтях, что является естественным барьером от повреждений.

Стоит отметить уникальные свойства верхнего слоя кожного покрова, клетки которого при воздействии ультрафиолетового излучения уплотняются, дабы защитить внутренние органы от поражения и предостеречь появление злокачественных опухолей.

Клетки эпидермиса постоянно регенерируются, замещая старые поврежденные на новые. Последние образуются в базальном слое кожи и постепенно продвигаются к верхнему слою эпителия. Все «живые» клетки соединяются между собой десмосомами или функциональными мостиками. Их процесс жизнедеятельности составляет всего лишь несколько дней, максимум недель.

После они разрушаются и отшелушиваются естественным способом. Человек может в этом процессе помочь коже. Все, что нужно сделать – это постоянно ее очищать и соблюдать стандартные правила личной гигиены.

Эпидермис состоит из пяти основных слоев: базального (зародышевого), шиповатого, зернистого, блестящего и рогового. Клетки зернистого слоя наполнены специальными гранулами кератогиалинами, которые активно вырабатывают кератин. Это вещество необходимо нашей коже для поддержания молодости, упругости и эластичности.

Средний слой кожи

Дерма – это средний слой кожи, который состоит полностью из соединительной и сетчатой ткани. Если у вас кожа подвержена возникновению растяжек и периодически теряет тонус, то это значит, что нужно начать питать и увлажнять дерму. Благодаря дерме, мы можем ощущать тепло и холод, приятные мурашки по телу и боль.


Клетки дермы наполняют сосочковый и сетчатый слои. Каждый из них имеет свое значение. Например, сосочковая ткань наполнена тысячами кровеносных сосудов, которые питают организм.

Соединительная ткань дермы состоит из коллагеновых, гладкомышечных и эластичных волокон. У лиц преклонного возраста коллагеновые волокна не вырабатываются, что приводит к старению кожи. Эластичность волокон дермы дает возможность человеку нагружать тело до предельных нагрузок, и кожа при этом не растягивается. Гладкомышечные клетки эпителия наполнены незаменимой и уникальной гиалуроновой кислотой, которая поддерживает молодость и здоровье кожи.

Подкожная клетчатка и кожные придатки

Строение кожи должно включать в себя слой, который будет выполнять роль питания и пополнения энергии. Именно эту функцию на себя взял подкожный слой, клетки которого наполнены бесценным энергетическим материалом.

Также эта часть кожи является природной батареей, которая согревает тело человека в холод, и поддерживает баланс температуры всего организма ежедневно.

Особенности строения кожи человека заключаются в том, что помимо основных жизнеобеспечивающих слоев покрова тела, у нас имеются кожные придатки. Именно они являются некими датчиками состояния здоровья и нашего самочувствия. Волосы, ногти, потовые, молочные и сальные железы относятся к кожным придаткам.

Интересно, что изначально анатомия человека предусматривала использование волос в виде некой защиты, направленной на поддержание тепла в организме. Сейчас же волосы выполняют скорее эстетическую функцию, нежели защитную. А вот ногти действительно служат барьером от механических повреждений.

Потовые железы человека присутствуют по всей поверхности кожи, выполняя терморегулирующую функцию. Сальные железы направлены на обеспечение эластичности волос и кожных покровов.

Удивительные функции покрова тела

Если провести гистологическое исследование кожного покрова, то можно увидеть не только несколько его слоев, но и наличие в нем ферментов в виде аромотазы, гормона лептина и эстрогенов. Удивительно, но жировая ткань помимо выполнения защитной, терморегулирующей и барьерной функции направлена еще и на гормонопродуцирование.

Что это значит? А то, что клетки подкожного слоя способны стимулировать синтез и накопление в себе эстрогенов. Поэтому врачи являются строгими противниками лишнего веса и всячески агитируют пациентов его снизить. Особенно это касается мужчин, у которых избыток эстрогенов подавляет продуцирование андрогенов. В результате это ведет к снижению репродуктивной функции и мужскому бесплодию.


Помимо этого, жировая ткань человека содержит в себе полезное вещество под названием лептин. Это гормон, который отвечает за насыщение организма, точнее, желудка. Если у человека наблюдаются проблемы с пищеварительным трактом, то это может говорить о дефиците или же избытке лептина.

Говоря о коже, нельзя не упомянуть о ее выделительной функции, которая тесно связана с сексуальной жизнью человека. Кожный покров естественным образом выделяет вещества, которые называются феромонами. Именно они отвечают за привлекательность, сексуальность и половое ощущение.

границ | Модель кожи человека ex vivo для изучения поверхностных грибковых инфекций

Введение

Грибковые инфекции кожи (SFI) поражают 25% населения мира (Pires et al., 2014; Zhan and Liu, 2016). Большинство этих инфекций являются поверхностными, то есть они поражают только эпидермис, самый внешний слой кожи (Chu et al., 2003). Другие SFI классифицируются как подкожные и глубокие, которые встречаются с гораздо меньшей частотой, но имеют значительную заболеваемость и смертность (Queiroz-Telles et al., 2017).

Дерматофиты вызывают поверхностные инфекции и классифицируются, в зависимости от места их обитания, как зоофильные, геофильные или антропофильные. Зоофильные виды могут инфицировать людей, но у людей инфекция обычно сильно воспалительная, тогда как у животных она может протекать бессимптомно (Chu et al., 2003). Антропофильные виды, колонизирующиеся и адаптированные к человеку, могут вызывать редкие случаи дерматофитии у животных с клиническими проявлениями, отличными от человеческих (Brilhante et al., 2006). Различия в клинических проявлениях между разными видами представляют собой основное ограничение животных моделей для изучения SFI.

Несколько моделей ранее использовались для изучения SFI, такие как кератин-соевая среда (Zaugg et al., 2009), листы рогового слоя (Peres et al., 2016), клеточная культура монослоя кератиноцитов (Huang et al., 2015) и реконструировали эпидермис человека (Liang et al., 2016; Faway et al., 2017). Ограничения этих упомянутых моделей включают отсутствие иммунных клеток или кератиноцитов. Кроме того, кератиноциты обычно не погружены в среду для культивирования тканей, а поверхность кожи обычно подвергается воздействию внешней среды и воздуха.

Ex vivo эксплантатов кожи, полученных в результате операций, обычно редуктивных операций, использовались для изучения восстановления кожного барьера (Danso et al., 2015), заживления ран (Xu et al., 2012), химической токсичности (Nakamura et al. , 1990), хронические воспалительные заболевания (Guilloteau et al., 2010), вакцинация ДНК (Ng et al., 2009) и грибковая инфекция (Peres et al., 2016; Poyntner et al., 2016). В этих публикациях описаны различные методологии и применения модели кожного эксплантата.Используемые анализы включают гистологию, флуоресцентную микроскопию, иммунофлуоресценцию и иммуногистохимию для идентификации иммунных клеток и белков, электронную микроскопию, высокоэффективную тонкослойную хроматографию для измерения состава липидов и измерения экспрессии генов с помощью qRT-PCR и RNAseq.

Trichophyton rubrum , антропофильный вид грибов, является наиболее частой причиной поверхностных микозов (Havlickova et al., 2008). T. rubrum демонстрирует спонтанное заживление на животных моделях, которое отличается от процесса заживления у людей.Реакция хозяина на T. rubrum различается в зависимости от модели, используемой для изучения взаимодействия хозяина и патогена. Например, экспрессия генов грибов, связанных с вирулентностью ( acuD, citA, acuE, cys3, hexA ) и ростом грибов ( pacC, ssU, cdo ), выше, когда инфекция T. rubrum изучается в роговом слое. листы или рост на кератине по сравнению с ex vivo эксплантатами человека (Peres et al., 2016).

Необходимо подробное описание методики настройки модели кожи человека ex vivo .В опубликованных протоколах подробно описаны важные методологические различия, такие как различная толщина кожи, тип дополненной среды, размер образца, свежесть ткани, температура хранения и инкубации, а также частота смены среды (Nakamura et al., 1990; Xu et al. , 2012; Дансо и др., 2015; Пойнтнер и др., 2016).

Мы определили наиболее часто используемые методы и тесты из предыдущих отчетов и разработали стандартизированную методологию для изучения SFI. Мы сообщаем о нашем протоколе модели кожи человека ex vivo и результатах теста T.rubrum как лучший пример первичной поверхностной кожной инфекции. Наша главная цель – предоставить модель SFI, которая точно отражает болезнь человека и может быть проанализирована на молекулярном уровне для исследования взаимодействия грибов и хозяина. Протокол включает подробное описание методологии подготовки образца кожи и установления инфекции, советы о том, как избежать заражения, и сведения о том, как можно получить образцы высокого качества для последующих анализов.

Краткое описание процедуры: Т.rubrum выделяли из агаровых культур, инкубировавших в течение 7–10 сут при 30°С. Конидии определяли количественно, и инокулят регулировали так, чтобы можно было вводить 1×10 6 клеток в 10 мкл PBS.

Хирургические кожные эксплантаты рассекали для получения кусочков размером 1 см 2 . Поверхность каждого кусочка кожи осторожно прокалывали иглой. Затем каждый кусочек кожи помещали в 6-луночный планшет и добавляли 1 мл среды с добавлением DMEM, всегда поддерживая межфазную фазу воздух-жидкость.Инокулят гриба (10 мкл) наносили на поверхность кожи, избегая контакта с дермой и окружающей средой. Отрицательный контроль (неинфицированная кожа) был включен в каждый эксперимент. Культуральные планшеты инкубировали при 37°C в 5% CO 2. Культуральную среду заменяли на свежую каждые 24 часа, отработанную среду хранили в 2-мл пробирках при -80°C. Образцы тканей кожи были собраны в разные моменты времени для дальнейшего анализа.

Анализ извлеченных образцов включал сканирующую электронную микроскопию (СЭМ), гистологию, флуоресцентную микроскопию для оценки апоптоза и окрашивание белым Calcofluor для подтверждения грибковой инфекции и изучения морфологии грибка.Мы также описываем анализы для изучения SFI, такие как выделение РНК и qRT-PCR для измерения экспрессии генов человека, а также выделение белков из тканей и супернатантов для протеомного анализа с помощью жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии (ЖХ-МС/МС).

Материалы и оборудование

Культура грибов

– Картофельно-декстрозный агар (КДА), картофельный крахмал 4 г/л, декстроза/глюкоза 20 г/л. Термо Фишер. (Лафборо, Великобритания).

– Статический инкубатор. LTE лабораторное тепловое оборудование ООО(Олдхэм, Великобритания).

Trichophyton rubrum штамм CBS 304.60. Вестердейкский институт биоразнообразия грибов.

– Камерный гемоцитометр Нойбауэра.

– Г-образные расширители ячеек (39 мм × 140 мм). Microspec Ltd. (Бромборо, Великобритания).

– Фосфатный буферный раствор Дульбекко, 500 мл. Sigma-Aldrich (Дорсет, Великобритания).

– Центрифуга Cellstar (пробирки 15 мл и 50 мл). Greiner Bio-One (Кремсмюнстер, Австрия).

Процедура для кожи

– Ткань кожи человека без жировой прослойки (жировая прослойка была удалена хирургом в момент операции) и без растяжек после операций на брюшной полости или груди.Предоставлено компанией Tissue Solutions ® Ltd. (Глазго, Великобритания).

– Охладитель, сухой лед и/или охлаждающие пакеты для транспортировки.

– Стерильные щипцы, хирургические ножницы и скальпели.

– Лезвия хирургические стерильные, нержавеющая сталь размер 15. Swann-Morton (Англия, Великобритания).

– Иглы стерильные одноразовые (19G, 2″, 1,1 × 50 мм). BD microlance 3. BD Biosciences (Дроэда, Ирландия).

– 6-луночный планшет Nunc Delta для культивирования клеток. Термо Фишер Сайентифик.

– Модифицированная среда Игла Дульбекко (DMEM). Термо Фишер Сайентифик.

– Пенициллин 10 000 ЕД/мл и стрептомицин 10 мг/мл, 100 мл. Термо Фишер Сайентифик.

– Эмбриональная телячья сыворотка, инактивированная нагреванием (HI-FBS). Термо Фишер Сайентифик.

– Стерильные наконечники для пипеток TipOne 1000 мкл, 200 мкл, 10 мкл. Starlab (Милтон Кейнс, Великобритания).

– CO 2 лабораторный инкубатор.

– Перчатки нитриловые.

– Стерильные чистые пробирки для микроцентрифуг, 2 мл и 1 шт.5 мл.

– Чашки Петри полистироловые стерильные. Стерильный. Грейнер Био-один. (Кремсмюнстер, Австрия).

– Стереомикроскоп Carl Zeiss TM Stemi 2000-c. Carl Zeiss (Оберкохен, Германия).

– Дезинфицирующее средство высокого уровня Chemgene. СТАРЛАБ.

Гистология

– OCT Embedding Matrix Cellpath, Ltd. (Ньютаун, Великобритания).

– Одноразовые базовые формы (15×15×5 мм). Парк научный (Нортгемптон, Великобритания).

– Сухой лед.

– Изопентан ч.д.а. Термо Фишер Сайентифик.

– предметные стекла, покрытые поли- L -лизином. Термо Фишер Сайентифик.

– Криостат Leica CM1900. Leica Biosystems (Вецлар, Германия).

– Защитное стекло. 100 шт. 22×50 мм. VWR International (Латтерворт, Великобритания).

– 16% параформальдегид без метанола (масса/объем) 10 мл. Термо Фишер Сайентифик.

– Модифицированный серебряный краситель GMS (HT-100), Sigma-Aldrich.

– Модифицированный раствор гематоксилина Харриса.Сигма-Олдрич.

– Светло-зеленый СФ желтоватый 10 гр. акрос органика. Термо Фишер Сайентифик.

– Гистоклир. Гистологический очищающий агент. National Diagnostics (Ноттингем, Великобритания).

– Гистомаунт. Гистологическая монтажная среда. National Diagnostics (Ноттингем, Великобритания).

– Zeiss TM Axio scan.Z1 Цифровой сканер слайдов. Карл Цейсс.

– Флуоресцентный отбеливатель 28 (Calcofluor white M2R). Сигма-Олдрич.

– Гидроксид калия (КОН).Сигма-Олдрич.

– конфокальный микроскоп DeltaVision TM . Дженерал Электрик Здравоохранение. (Букингемшир, Соединенное Королевство).

– Йодид пропидия > 94% ВЭЖХ. Сигма-Олдрич.

– DeadEnd TM Флуориметрическая система TUNEL. Promega (Саутгемптон, Великобритания).

– заливочная среда Vectashield ® для флуоресценции с DAPI и без него, для окрашивания TUNEL и Calcofluor соответственно. Vector Laboratories (Питерборо, Великобритания).

– 100% этанол.

Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ)

– 50% глутарового альдегида в H 2 O. Sigma-Aldrich.

– Тригидрат какодилата натрия. Сигма-Олдрич.

– Четырехокись осмия. Сигма-Олдрич.

– 100% этанол.

– Гексаметилдисилазан (ГМДС). Сигма-Олдрич.

– Сканирующий электронный микроскоп Zeiss TM EVO MA10. Карл Цейсс.

кОТ-ПЦР

– РНК позже ® Реагент для хранения тканей.Сигма-Олдрич.

– RNaseZap TM . Средство для удаления и очистки РНКазы. Сигма-Олдрич.

– ТРИзол раствор ТМ . Термо Фишер Сайентифик.

– Хлороформ.

– Изоамиловый спирт.

– Изопропанол.

– Жидкий азот.

– Стерильная ступка и пестик.

– FastPrep TM -24 5G MP Biomedicals.

– MP Biomedicals TM Пробирки Lysing Matrix D, керамические сферы 1,4 мм.МП Биомедикалс.

– Диэтилпирокарбонат, 97% (ДЭПК). Сигма-Олдрич. Для очистки воды использовали 0,1% ДЭПК.

– Спектрофотометр NanoDrop TM 1000. Термо Фишер Сайентифик.

– буфер 5X TBE (основа ТРИС 54 г/л, борная кислота 27,5 г/л и 10 мМ ЭДТА ультрачистая). Рабочий раствор 1X TBE. Сделайте буфер, используя DEPC-воду.

– без РНКазы агарозы.

– ДНКаза I степени амплификации, концентрация 1 ЕД/мкл. Термо Фишер Сайентифик.

– Система синтеза первой цепи SuperScript TM IV.Термо Фишер Сайентифик.

– Универсальный набор ProbeLibrary, человек с зондами от № 1 до № 90. Roche (Велвин-Гарден-Сити, Великобритания).

– Праймеры для qRT-PCR, предназначенные для конкретных мишеней. Размеры праймеров составляли от 18 до 20 п.н., продукты амплификации короче 110 п.н., конечная используемая концентрация составляла 250 нМ для каждого праймера (таблица 1).

– LightCycler ® Мастер-микс из 480 зондов. Роше.

– Системный прибор LightCycler ® 480. Роше.

Таблица 1. Последовательности праймеров и зонды, использованные в этом исследовании.

Протеомика

– Блоки центробежных фильтров. Амикон ® ультра-0,5 мл, 3К. Merck Millipore (Таллагрин, Ирландия).

– Vivaspin ® Ультрафильтрационная мембрана из полиэфирсульфона 500, MWCO 50 кДа. Дженерал Электрик Здравоохранение.

– Муравьиная кислота.

– UHQ (сверхвысокое качество) > 18 МОм воды.

– 50 мМ бикарбоната аммония (АМБИК).

– 200 мМ дитиотреитола (ДТТ) и 30 мг/мл АМБИК (раствор ДТТ).

– 200 мМ йодацетамида (IAA) плюс 36 мг/мл AMBIC (раствор IAA).

– Ацетонитрил (ACN).

– Раствор A: 0,1 % трифторуксусной кислоты (TFA) в воде UHQ.

– Раствор B: 0,1 % TFA, 70 % ACN в воде UHQ.

– Трипсин (кат. № V511A). Промега.

– Q Exactive TM Гибридная квадрупольная орбитальная ловушка. Термо Фишер Сайентифик.

– Система UltiMate TM 3000 RSLнаножидкостная хроматография (ЖХ). Термо Фишер Сайентифик.

– источник ионов EASY-Spray TM . Термо Фишер Сайентифик.

– Acclaim TM Pepmap TM 100 колонок C18 LC (кат. № 160454). Диаметр 300 мкм × длина 5 мм, размер частиц 5 мкм. Термо Фишер Сайентифик.

– Наноколонка PepMap TM RSLC C18, внутренний диаметр 75 мкм × 25 см. Термо Фишер Сайентифик.

– Насадки Millipore ZipTip C18. Сигма-Олдрич.

– Proteome Discover TM Программное обеспечение версии 1.4. Термо Фишер Сайентифик.

— пакет ПО Mascot Server версии 2.5. Matrix Science Inc. (Лондон, Великобритания).

Пошаговые процедуры

Приготовление инокулята

T. rubrum

Т. rubrum культивировали на КПК в течение 7–10 сут при 30°С.

– Конидии были извлечены путем добавления 3–5 мл стерильной воды на поверхность грибкового роста и соскоба с помощью L-образного распределителя клеток.

– Жидкость была извлечена и помещена в пробирку на 15 мл и оставлена ​​на 2 минуты в вертикальном положении.Супернатант извлекали и клетки трижды промывали PBS.

– Окончательную плотность клеток определяли путем подсчета с помощью гемоцитометра и доводили до заражения эксплантата кожи 1 × 10 6 конидий в 10 мкл, что подтверждали подсчетом жизнеспособных клеток (колониеобразующих единиц) на КПК.

Определение кожи человека

ex vivo Модель и грибковая инфекция

– Эксплантаты кожи груди и брюшной полости были получены от Tissue Solutions ® (рис. 1А).

– Человеческая ткань, предоставленная этой компанией, получена в соответствии с юридическими и этическими требованиями страны сбора, с этического одобрения и анонимного согласия донора или ближайшего родственника. Tissue Solutions ® также соответствуют требованиям Управления по контролю за тканями человека (HTA) Соединенного Королевства в отношении импорта тканей.

– Эксплантаты транспортировались и отправлялись в охлаждающих пакетах при 4°C и хранились при 4°C до обработки, которая происходила в течение 36 часов после операции.

– DMEM был дополнен 1% об./об. антибиотиками (пенициллин и стрептомицин) и 10% HI-FBS.

– Кожу промывали DMEM и поддерживали во влажном состоянии в чашке Петри с той же средой (рис. 1В). Эксплантат разрезали на кусочки 1 см 2 ткани. Поверхность каждого кусочка размером 1 см 2 осторожно прокалывали с помощью иглы, не пересекая всю толщину кожи. Кожную поверхность несколько раз (6–10 раз) прокалывали иглой.

– После ранения каждый кусочек кожи помещали в отдельные лунки 6-луночного планшета.Интерфазу воздух-жидкость поддерживали добавлением 1 мл DMEM с добавками. Добавленный объем среды покрывал только дерму и избегал контакта с эпидермисом (рис. 1С).

– Эксплантат инокулировали путем нанесения 10 мкл конидиальной суспензии T. rubrum непосредственно на эпидермис, избегая протекания и контакта с дермой и окружающей средой. Всегда включали только кожные (неинфицированные) контроли.

– Эксплантаты инкубировали при 37°С в 5% СО 2 в инкубаторе СО 2 .Среду меняли каждые 24 ч, а отработанную среду сохраняли в пробирках объемом 2 мл для последующего анализа. Восстановленные среды хранили при -80°С. При смене культуральной среды следили за тем, чтобы свежая среда не касалась поверхности эксплантата кожи, следя за тем, чтобы кожа находилась в контакте с воздухом только во время эксперимента.

— Образцы кожи также были обнаружены в чашке Петри в разные моменты времени. Перед обработкой образцов кожи их макроскопический вид оценивали визуально и по изображениям, полученным с помощью стереомикроскопа Stemi 2000-c.

– Затем восстановленные образцы были обработаны в зависимости от запланированных дальнейших анализов и тестов, которые описаны в следующих шагах.

– Ткань для гистологических исследований помещали в формы, заливали компаундом ОСТ и подвергали мгновенной заморозке с помощью сухого льда и изопентана. Эти образцы можно хранить при -20°C для немедленного анализа или при -80°C для длительного хранения.

– Для СЭМ ткань фиксировали в глутаральдегидном буфере (2,5% глутаральдегида в 0,1 М какодилате) в течение ночи при 4°C.Эти образцы должны быть обработаны сразу после их извлечения.

– Ткань для выделения РНК разрезали на более мелкие кусочки и помещали в РНК позже ® для последующего выделения РНК. Эти образцы могут храниться при разных температурах в зависимости от потребностей исследователя. Восстановленные ткани хранили при температуре -80°C для более длительного хранения или при -20°C для более быстрого использования.

— Эксперименты для каждого состояния повторялись не менее трех раз с использованием кожи от разных доноров-людей.

Рисунок 1. Модель кожи человека ex vivo . (A) Эксплантаты кожи были получены от третьей стороны. Перед использованием жировой слой удаляли. (B) Эксплантаты кожи разрезали на кусочки по 1 см 2 . Кусочки были проткнуты иглой. (C) Кусочки кожи выдерживали в культуральной среде, поддерживая интерфазу воздух-жидкость. Среда покрывала только дерму и избегала контакта с эпидермисом.

Гистологический анализ

– Для гистологического подтверждения грибковой инфекции срезы ткани толщиной 6 мкм, вырезанные из замороженных ОКТ-блоков с помощью криостата, помещали на предметные стекла, покрытые поли- L -лизином, и фиксировали 4% параформальдегидом без метанола в PBS в течение 20 мин. перед дальнейшим окрашиванием.

Модифицированное метенаминовое серебро (GMS) с окрашиванием исходным раствором периодической кислоты (PAS)

– Срезы были окрашены модифицированным красителем GMS (HT-100) в соответствии с инструкциями производителя.

– Предметные стекла докрашивали либо раствором гематоксилина, либо 0,2% (масса/объем) светло-зеленым желтоватым раствором SF в течение 1–2 мин.

– Предметные стекла обезвоживали в градиенте этанола с инкубацией по 30 с в каждой концентрации (70%, 80%, 90%, 100%, 100%).

– Проведено двукратное осветление гистологическим просветляющим составом по 30 с.

– Предметные стекла монтировали с помощью состава HistoMount TM , наносили покровное стекло и оставляли сохнуть на ночь.

— Изображения были получены с помощью цифрового сканера Axio scan.Z1 с использованием окуляра 10×.

Calcofluor White (CFW)

– Срезы также были окрашены CFW.

– Предметные стекла инкубировали в 10% (масса/объем) KOH в течение 15 минут, трижды промывали PBS и сушили на воздухе перед окрашиванием 1% (масса/объем) CFW в течение 15 минут, затем снова трижды промывали PBS. .

– Предметные стекла окрашивали раствором йодистого пропидия (PI) (1 мкг/мл в PBS) в течение 15 минут, трижды промывали PBS и сушили в темноте при комнатной температуре (КТ) в течение 30 минут или до полного высыхания.

– Одна капля монтажной среды Vectashield ® была нанесена на окрашенный срез, и покровное стекло использовалось для равномерного распределения монтажной среды.

— изображения были получены с помощью конфокального микроскопа DeltaVision с увеличением 10×.

Жизнеспособность тканей

– Жизнеспособность клеток кожной ткани оценивали в неинфицированных тканях с использованием системы TUNEL.Инструкции производителя были соблюдены для обнаружения фрагментированной ДНК, т.е. апоптотических или умирающих клеток.

– Предметные стекла окрашивали раствором PI (1 мкг/мл в PBS в течение 15 мин), трижды промывали PBS и сушили в темноте при комнатной температуре в течение 30 мин или до полного высыхания.

– после высыхания предметные стекла помещали в Vectashield ® плюс DAPI для окрашивания ядер.

— изображения были получены с помощью конфокального микроскопа DeltaVision с увеличением 10×.

– Уровень апоптоза оценивали путем деления количества клеток, окрашенных системой TUNEL, на общее количество клеток, окрашенных тремя методами окрашивания (DAPI, йодистый пропидий и TUNEL).Затем уровни сравнивали с неинфицированной кожей через 24 часа с использованием программного обеспечения Prism 7 v.7.1 с использованием однофакторного дисперсионного анализа и постфактум критерия Даннетта. Значение p <0,05 считалось статистически значимым.

Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ)

– Ткани немедленно фиксировали в 2,5% глутаральдегиде в 0,1 М буфере какодилата натрия, рН 7,2, и инкубировали в течение ночи при 4°С.

– Образцы промывали 0,1 М буфером какодилата натрия (pH 7.2–7.4) дважды по 5 мин.

– Ткани обрабатывали 1% четырехокисью осмия в дистиллированной воде в течение 1 ч, затем трижды промывали буфером из какодилата натрия в течение 5 мин.

– Образцы были обезвожены в градиенте этанола (70%, 80%, 90%) с инкубацией образцов в течение 10 минут в каждой концентрации.

– Образцы трижды инкубировали в 100% этаноле по 10 мин.

– Образцы инкубировали в течение 3 минут в HMDS и помещали в эксикатор на 25 минут для удаления любого загрязнения водой.

– Образцы исследовали с помощью сканирующего электронного микроскопа Zeiss TM EVO MA10 (несколько различных увеличений).

Количественная ОТ-ПЦР для анализа экспрессии генов человека

Экстракция РНК и производство кДНК

– РНК позже ® раствор был удален, а ткань промыта стерильной водой.

– Ткань была нарезана на мельчайшие кусочки, помещена в ступку, а затем измельчена. Для мгновенной заморозки ткани использовали жидкий азот, и ее снова измельчали ​​до тех пор, пока мелкие кусочки не превращались в порошок.

– Порошкообразную ткань помещали в пробирки объемом 2 мл, содержащие шарики матрицы D, и добавляли 1 мл TRIzol TM . Пробирки помещали в прибор FastPrep TM и обрабатывали со скоростью 6 м/с от трех до пяти циклов по 40 с с интервалом 5 мин. Пробирки инкубировали на льду во время интервалов.

– Пробирки центрифугировали при 14 000 об/мин в течение 5 мин при 4°C и переносили надосадочную жидкость в свежие микроцентрифужные пробирки объемом 2 мл.

– в каждую пробирку добавляли по 0,2 мл смеси хлороформ/изоамиловый спирт (49:1).Пробирки встряхивали в течение 10 с, затем охлаждали на льду в течение 15 мин.

– Пробирки центрифугировали 20 мин при 10 000 об/мин при 4°С.

– Водный слой перенесли в новую пробирку на 2 мл. Органический (розовый) слой также сохраняли для последующей экстракции белка (см. раздел «Протеомика и дробовой анализ»).

– к восстановленному водному слою добавляли 1 мл изопропанола и оставляли на ночь при -20°C для осаждения РНК.

– Образцы центрифугировали в течение 20 мин при 10 000 об/мин при 4°C и отбрасывали надосадочную жидкость.Осажденная РНК представляет собой гелеобразный осадок.

– Выполнено второе осаждение. Осадок РНК ресуспендировали в 0,3 мл тризола, затем переносили в пробирку на 1,5 мл. Добавляли изопропанол (0,3 мл) и пробирки инкубировали не менее 30 мин при -20°С.

– Образец центрифугировали в течение 10 мин при 10 000 об/мин при 4°C и отбрасывали надосадочную жидкость.

– Осадок растворяли в 1 мл 75% этанола и встряхивали в течение нескольких секунд, затем инкубировали в течение 10–15 минут при комнатной температуре.

– Образец центрифугировали в течение 5 мин при 10 000 об/мин при 4°C, удаляли супернатант и сушили осадок на воздухе при комнатной температуре в течение 5–10 мин. Стадию очистки 1 мл 75% этанола повторяли два раза, после чего осадок РНК ресуспендировали в 50–100 мкл стерильной воды, обработанной ДЭПК, а затем инкубировали при 60°С в течение 15 мин.

– Выход и чистота РНК оценивались с помощью NanoDrop TM , образцы хранились при температуре -80°C.

– Целостность/качество РНК оценивали путем пропускания 5 мкл тотальной РНК на 1% неденатурирующий агарозный гель TBE в буфере 1X TBE.Резервуары очищали с помощью RNaseZap TM перед использованием.

– Для получения кДНК образцы РНК (1 мкг) обрабатывали ДНКазой I, затем проводили обратную транскрипцию с использованием системы синтеза первой цепи SuperScript TM IV в соответствии с инструкциями производителя.

Схема анализа КПЦР с двумя гидролизными зондами, реакции и условия

— Праймеры и анализы, охватывающие интроны, были разработаны с использованием Центра дизайна универсальных библиотек зондов компании «Рош» для пяти различных генов-мишеней, которые, как известно, экспрессируются в коже и во время T.rubrum (табл. 1).

– Один эталонный ген ( B2M для β2-микроглобулина) также был разработан (Lossos et al., 2003) с использованием веб-инструмента Eurogentec для модификаций для добавления необходимого зонда (таблица 1).

– реакции qRT-PCR объемом 10 мкл помещали в планшеты LightCycler 480 с использованием мастер-микса зондов LightCycler 480 в соответствии с инструкциями производителя (таблица 2).

– Реакции проводили в LightCycler 480. Настройки были следующими: предварительная инкубация при 95°C в течение 10 мин (скорость линейного изменения 4.8°С/с), один цикл, 55 циклов фазы амплификации с денатурацией при 95°С в течение 10 с (скорость линейного изменения 4,8°С/с), отжиг при 60°С в течение 30 с (скорость линейного изменения 2,5°С/с). ), удлинение 72°C в течение 1 с (скорость линейного изменения 4,8°C/с) и, наконец, один цикл фазы охлаждения при 40°C в течение 30 с (скорость линейного изменения 2,5°C/с).

– анализы каждого образца кДНК проводили в трех экземплярах. Была проведена относительная количественная оценка. Результаты, полученные для каждого гена-мишени, нормализовали относительно уровней экспрессии гена β2-микроглобулина. Результаты неинфицированной кожи использовали в качестве отрицательного контроля инфекции.Результаты анализировали с использованием метода 2 -ΔΔC T (Livak and Schmittgen, 2001).

– Статистический анализ выполнен с использованием t -критерия Стьюдента или критерия Манна-Уитни в зависимости от распределения данных. Значение p < 0,05 считалось статистически значимым. Графики были построены с использованием программного обеспечения Prism 7 (GraphPad, Ла-Хойя, Калифорния, США).

Таблица 2. Реакции qRT-PCR.

Протеомика и дробовой анализ

Извлечение белков человека из кожи

– 300 мкл 100% этанола добавляли к восстановленной органической фазе (розовый слой), из экстракта тканевой РНК, упомянутого в разделе «Количественная ОТ-ПЦР для анализа экспрессии генов человека», пробирку перемешивали путем переворачивания и оставляли при РТ в течение 3 мин.

– Образцы центрифугировали при 3000 об/мин в течение 5 мин при 4°С.

– Супернатанты разделяли на две части и переносили в новые пробирки на 1,5 мл с добавлением 800 мкл изопропанола, а затем инкубировали в течение ночи при -20°C для осаждения белков.

– Образцы центрифугировали при 12 000 об/мин в течение 10 мин при 4°С.

– Осадок промывали холодным 0,3 М гидрохлоридом гуанидина в 95% этаноле и оставляли на 20 мин при комнатной температуре.

– Образцы центрифугировали при 7500 об/мин в течение 5 мин при 4°C, после чего отбрасывали надосадочную жидкость.Промывку повторили.

– Половина образца белка хранилась при -20°C (в 0,3 М гидрохлориде гуанидина в 95% этаноле) для расщепления трипсином и дальнейшего анализа с помощью ЖХ-МС/МС в Абердинском центре протеомики.

– Другую половину образца белка промывали 95% этанолом и центрифугировали при 7500 об/мин в течение 5 мин при 4°C, супернатант удаляли, а осадок сушили на воздухе.

– Осадок ресуспендировали в 100 мкл буфера для повторного растворения (1 % масс./об. DTT, 2 М тиомочевины, 7 М мочевины и 4 % масс./об. CHAPS, 2 % (об./об.) амфолитов-носителей, 10 мМ Pefabloc ® SC. ингибитор протеиназы) и концентрацию белка, определяемую анализом Кумасси.

Извлечение белков из среды для тканевых культур

– Восстановленная/отработанная среда была отфильтрована с использованием 50K Amicon ® Ultra-15 (Merck) и сконцентрирована с помощью 3K Amicon ® Ultra-15 до тех пор, пока не осталось 200 мкл. Этот шаг был необходим для удаления большинства белков сыворотки (в основном альбумина) из HI-FBS, используемого во время культивирования (белки менее 50 кДа).

– Четыре временных момента (24 часа, 2, 6 и 8 дней) в течение T.rubrum , а также отрицательный контроль, соответствующий используемой модифицированной среде, и среда из неинфицированной кожи.

Расщепление трипсином

– Концентрированные супернатанты и экстрагированные белки из тканей были расщеплены трипсином. Белки, извлеченные из ткани и хранившиеся при -20°С в гидрохлориде гуанидина (процедура описана в разделе «Извлечение белков человека из кожи»), центрифугировали при 7500 об/мин в течение 5 мин при 4°С и отбрасывали надосадочную жидкость. Оставшийся осадок разбавляли 100 мкл AMBIC.

– Количество используемых тканевых белков составляло 10 мкг на образец, разведенного в 100 мкл AMBIC. Для концентрированных супернатантов использовали 100 мкл на образец.

– в каждую пробу белка добавляли по 2 мкл раствора ДТТ (конечная концентрация 2 мМ) и инкубировали пробы в течение 25 мин при 60°С.

– в каждую пробу добавляли по 4 мкл раствора ИУК (конечная концентрация 4 мМ), затем пробирку инкубировали 30 мин при комнатной температуре в темноте.

– Четырехкратно разбавьте образцы раствором AMBIC (конечная концентрация мочевины 2 М).

– Добавляли трипсин в соотношении 1:100 и инкубировали пробирки в течение 16 ч при 37°С.

– Реакции замораживали при -70°С, высушивали вакуумным центрифугированием, затем ресуспендировали в 40 мкл раствора А, перемешивали на вортексе в течение 10 мин, центрифугировали при 14 000 об/мин.

– Перед проведением ЖХ-МС/МС пептиды были обессолены с использованием наконечников C18 Ziptips. Сначала материал C18 кондиционировали 20 мкл ACN, затем промывали C18 20 мкл раствора B. Затем C18 уравновешивали 20 мкл раствора A. Каждый образец загружали в C18 и медленно аспирировали 20 мкл образца через наконечник 10 раз. .Образец дважды промывали 20 мкл раствора А. Наконец, образец элюировали 5 мкл раствора В. Образцы сушили вакуумным центрифугированием.

Жидкостная хроматография-масс-спектрометрия (ЖХ-МС/МС)

– Идентификация белка была проведена в Абердинском центре протеомики.

– Образцы были повторно растворены в 10 мкл 0,1% муравьиной кислоты в воде UHQ для получения концентраций пептидов от 50 до 1000 фмоль/мкл.

– Жидкостную хроматографию проводили с использованием системы наножидкостной хроматографии UltiMate TM 3000 RSL, сконфигурированной для предварительного концентрирования на наноколонке PepMap RSLC C18, установленной на источнике ионов EASY-Spray TM .

– Растворитель для загрузочного насоса представлял собой воду UHQ: ацетонитрил: муравьиную кислоту (98:2:0,1), и колонка работала со скоростью потока 10 мкл/мин.

– Растворитель А для нанонасоса представлял собой воду UHQ: муравьиная кислота (100:0,1).

– Растворитель В для нанонасоса представлял собой ацетонитрил:UHQ вода:муравьиная кислота (80:20:0,1).

– Градиент LC для программы «QC hemel v2».

— образцы были введены и перенесены в предварительную колонку Pepmap TM 100 C18 300 мкм × 5 мм. Поток через предколонку был переключен на нанонасос, а образец был промыт обратным потоком в аналитическую колонку и систему масс-спектрометрии (МС).

– Образцы анализировали методом протеомики «снизу вверх» с использованием полного сканирования MS/ddMS 2 (TopN) на платформе Q Exactive TM Hybrid Quadrupole Orbitrap с источником электрораспыления EASY-Spray TM .

– Настройки МС полного сканирования: разрешение 70 000, диапазон сканирования 375–1750 м / г, максимум IT 50 мс, цель AGC 3e6. Настройки ddMS 2 : разрешение 17 500, изоляция 1,6 m/z, максимальное IT 100 мс и цель AGC 5e4. TopN был равен 10, что означает количество сканирований MS2.

– Необработанные файлы были обработаны с помощью Proteome Discoverer v.14 для идентификации белков. Поиск в базе данных проводился с помощью Mascot server v 2.5 с использованием последовательностей белков Homo sapiens (база данных Swiss-Prot, версия 2017_01; 553474 последовательности, загружено 26 января 2017 г., отфильтровано по таксономии = Homo sapiens ).

– Параметры узла талисмана учитывали следующие динамические модификации при переваривании трипсином: окисление (М) и карбамидометил (С). Коэффициент ложного обнаружения (FDR) был установлен на 0.01. Количественное определение белка указано как площадь под значением кривой.

– Четыре биологических повтора для каждого состояния ( T. rubrum инфицированная и неинфицированная кожа) были проанализированы с помощью ЖХ-МС/МС. Был включен пустой образец (только среда без кожи человека). Белки, идентифицированные в холостой пробе, исключали из анализа. Затем отбирали только белки, имеющие два или более идентифицированных пептида и два или более совпадения пептидного спектра (PSM). Наконец, белки, обнаруженные как минимум в двух из четырех проанализированных образцов для каждого состояния, были включены для дальнейшего анализа генной онтологии (GO) с использованием онлайн-инструмента консорциума GO.

– Значения площади каждого белка усреднялись и сравнивались между условиями, зараженной T. rubrum и неинфицированной кожей, и, наконец, анализировались с использованием t -критерия Стьюдента или критерия Манна-Уитни в зависимости от распределения данных a значение p < 0,05 считалось статистически значимым.

Результаты

Подтверждение инфекции макроскопическим исследованием и микроскопическими данными

После инокуляции кожи среду извлекали и заменяли каждые 24 часа.Макроскопический вид кожи тщательно наблюдали каждые 24 часа. Повреждение тканей в зараженной коже было макроскопически видно через 3 дня, причем поражение увеличивалось с каждым днем, а через 10 дней было почти таким же, как кусочек кожи размером 1 см 2 (рис. 2).

Рис. 2. Макроскопическое подтверждение инфекции. (A) Кожа без инфекции. (B) T. rubrum инфицированный ex vivo кожа человека. Масштабная линейка на каждом изображении соответствует 1 мм.

Наблюдаемое поражение кожи имело ожидаемый макроскопический вид, наблюдаемый в клинике, где очаги стригущего лишая или опоясывающего лишая описываются как плоские чешуйчатые участки на коже, красные, с расширяющимися краями, образующими кольцо, с прозрачной внутренней частью, чешуйчатой ​​или с красные шишки. Одинаковая макроскопическая картина наблюдалась во всех биологических повторностях (кожа от разных доноров). Это подтверждает воспроизводимость модели.

Устранение неполадок 1 : Сообщалось, что конидии можно использовать в течение месяца после приготовления инокулята, если они хранятся при 4°C (Faway et al., 2017). Тем не менее, если используются более старые конидии, для визуального наблюдения макроскопических признаков инфекции требуется больше времени.

Поиск и устранение неисправностей 2 : Манипуляции с кожей могут привести к заражению. Использование раствора Chemgene (5%) и этанола (70%) для очистки рабочих поверхностей снижает вероятность загрязнения. Все хирургические инструменты должны быть стерилизованы перед использованием и очищены раствором Chemgene после использования.

Ожидается, что инфекции, вызванные T. rubrum , будут поверхностными, то есть ограниченными эпидермисом.Модифицированное окрашивание серебром и CFW подтвердили наличие гиф на поверхности кожи (рис. 3). Кроме того, эпидермис отслоился от дермы. Этот вывод был подтвержден на нескольких предметных стеклах и повторах от разных доноров.

Рис. 3. Гистологическое подтверждение и сканирующая электронная микроскопия через 10 дней. Неинфицированная кожа (A,C,E) сравнивалась с зараженной T. rubrum кожей (B,D,F) . На панелях (A, B) показано окрашивание серебром и контрастное окрашивание гематоксилином.Пунктирная стрелка указывает на гиф T. rubrum . Сплошные стрелки обозначают эпидермис. На панелях (C, D) показано окрашивание CFW (синее), идентифицирующее хитин, следовательно, клеток T. rubrum . Окрашивание ядер йодидом пропидия (красный) в эпидермисе. На панелях (E,F) показаны СЭМ-изображения, где масштабная линейка составляет 10 мкм.

Поиск и устранение неисправностей 3 : При покрытии образцов компаундом ОСТ следует избегать образования пузырьков. Состав OCT должен покрывать ткань, чтобы уменьшить повреждение из-за мгновенного замораживания.

Поиск и устранение неисправностей 4 : Коричневый цвет гиф после окрашивания серебром может быть светлее, чем ожидалось, при окрашивании гематоксилином. Этого можно избежать, если в качестве контрастного красителя использовали светло-зеленый SF, или когда окрашивание проводилось классическим окрашиванием серебром с использованием 10% хромовой кислоты вместо ПАСК, или при предварительном нагревании образцов перед добавлением ПАСК.

Флуорометрическая система TUNEL DeadEnd TM измеряет фрагментацию ядерной ДНК как маркер апоптоза и жизнеспособности клеток.Долю апоптоза оценивали путем деления количества клеток, окрашенных системой TUNEL, на общее количество окрашенных клеток. Затем сравнивали пропорции между тремя проанализированными состояниями: неинфицированная кожа через 24 часа, неинфицированная кожа через 14 часов и кожа, инфицированная T. rubrum. Макроскопический вид неинфицированной кожи не показал различий после инкубации. Чтобы подтвердить наличие грибков на поверхности инфицированной кожи, проводили прямое наблюдение с помощью СЭМ.Кроме того, с помощью СЭМ клетки эпидермиса выглядели приподнятыми из-за присутствия грибов на поверхности кожи (рис. 3E, F).

На 10-й день поверхность неинфицированной кожи была очень похожа на внешний вид кожи в 1-й день. Жизнеспособность кожи была подтверждена с помощью системы TUNEL. Через 14 дней не наблюдалось увеличения числа апоптотических клеток по сравнению с кожей, инкубированной в течение 24 ч (рис. 4). Доля апоптоза в инфицированной коже через 10 дней значительно отличалась от таковой в неинфицированной коже через 24 часа (0,0.6 ± 0,07 против 0,002 ± 0,004, p < 0,0001) и 14 дней (0,6 ± 0,07 против 0,04 ± 0,009, p < 0,0001) (рис. 4).

Рис. 4. Жизнеспособность клеток , измеренная с помощью системы TUNEL. (A) Неинфицированная кожа через 24 часа. (B) Неинфицированная кожа через 14 дней. (C) T. rubrum – инфицирование кожи через 10 дней. На всех трех изображениях, окрашивание йодидом пропидия (красно-розовый), окрашивание DAPI (синий), чтобы показать неапоптотические клетки, оба красителя связываются с ДНК.Апоптотические клетки окрашены в зеленый цвет с помощью системы TUNEL для идентификации фрагментированной ДНК. Долю апоптоза оценивали путем деления количества апоптотических клеток (зеленые клетки) на общее количество клеток (зеленые и красно-розовые клетки). Результаты на графике представляют четыре биологических повтора ( n = 4) с анализом трех секций на каждую секцию. Данные сравнивались с помощью одностороннего теста ANOVA p = 0,0002, затем апостериорного теста Dunnett , где ∗∗∗ представляет p < 0.0001.

Генная экспрессия

Кератиноциты продуцируют несколько цитокинов, включая IL8 (CXCL8) и IL18 (член семейства IL-1β) (Pasparakis et al., 2014). Рецептор IL6 также экспрессируется в пролиферативных кератиноцитах (Hänel et al., 2013). Трансформирующий фактор роста бета-1 (TGFB1) является основным регулятором биологии дендритных клеток кожи, а CCL20 является мощным хемокином для лимфоцитов и дендритных клеток (Nedoszytko et al., 2014). Экспрессия всех пяти генов, кодирующих цитокины, была подтверждена в неинфицированной и инфицированной коже на 14-й и 10-й день инкубации соответственно (четыре экспериментальных образца для каждого состояния, каждый измерялся в трех экземплярах).Изменение кратности в инфицированных образцах оценивали с использованием неинфицированной кожи того же донора, что и эталонный образец, после нормализации по гену β2-микроглобулина в качестве эталонного гена.

Экспрессия IL8 (двукратная, p = 0,05) и CCL20 (двукратная, p = 0,05) повышалась во время инфекции T. rubrum , но не было различий в экспрессии 92R и 60910 IL TGFB1 между инфицированной и неинфицированной кожей (рис. 5).Наконец, экспрессия IL18 была снижена (в 2E5 раз, p = 0,03) в инфицированной коже по сравнению с неинфицированной кожей (рис. 5).

Рис. 5. Экспрессия генов кожного эксплантата оценивалась через 10 дней после инфицирования. Относительную экспрессию оценивали с использованием неинфицированной кожи того же донора, что и эталонный образец для нормализации по гену B2M. N = 4 биологические повторности, проанализированные в трех повторностях. Данные представлены в виде медианы и IQR, проанализированных тестом Манна-Уитни U .

Устранение неполадок 5 : Во время экстракции РНК кожи необходимо разрезать, раздавить или измельчить кожу на мелкие кусочки, поскольку это увеличивает количество РНК, экстрагированной из клеток грибов и человека в образце.

Устранение неполадок 6 : При использовании TRIzol для выделения РНК необходимо дважды осадить РНК для повышения чистоты РНК. Промывку 75% этанолом следует проводить дважды или трижды, чтобы избежать загрязнения белком и фенолом.

Протеомика

Четыре биологических повтора на условие ( T.rubrum , инфицированную и неинфицированную кожу на 10-й день инкубации для образцов тканей и на 1-й, 2-й, 4-й и 8-й день инкубации для супернатантов) анализировали с помощью ЖХ-МС/МС. Идентифицированные белки подвергали скринингу и отбирали для дальнейшего анализа генной онтологии (GO) с использованием онлайн-инструмента консорциума GO (см. сноску 3 к тексту).

Количество белков, идентифицированных в ткани с помощью дробовика, было выше, чем соответствующее количество, идентифицированное в восстановленной среде/супернатанте. Всего в ткани был обнаружен 2451 белок, но только 1229 белков соответствовали критериям включения для дальнейшего анализа.Между тем, в отфильтрованных и восстановленных супернатантах было обнаружено в общей сложности 523 белка, но только 201 соответствовал критериям включения для дальнейшего анализа. После генно-онтологического анализа белков, обнаруженных в тканях и супернатантах, наиболее важными биологическими процессами были идентифицированы клеточные процессы и метаболические процессы в обоих случаях. Ответ на стимул был третьим наиболее важным процессом в супернатантах (рис. 6).

Рис. 6. Процент биологических процессов ГО, происходящих в течение Т.инфекция rubrum . (A) Биологический процесс из белков, идентифицированных в ткани (процент совпадения гена с общим числом совпадений процесса, число совпадений = 1553). (B) Биологический процесс из белков, идентифицированных в супернатантах (процент совпадений генов по отношению к общему количеству совпадений процессов, совпадений = 302).

В неинфицированной коже были идентифицированы специфические белки, участвующие в пролиферации и дифференцировке кератиноцитов. Белки, участвующие в усилении дифференцировки (Кератин 9, пятикратный, p = 0.017) и дифференцировка на поздних стадиях (каспаза 14, -втрое, p = 0,015) значительно различались в инфицированной коже (рис. 7). Уровни отдельных белков, обнаруженных в инфицированной коже, нормализовали по отношению к уровням, обнаруженным в неинфицированной коже, и сравнивали с помощью теста Стьюдента t .

Рисунок 7. Доказательства продолжающейся пролиферации в коже во время инфекции T. rubrum . В таблице показано кратное изменение уровней белка, обнаруженное в коже, инфицированной T.rubrum по сравнению с уровнями, обнаруженными в неинфицированной коже. Кератины, выделенные курсивом, находятся в эпителиальных клетках. Стьюдент t – результаты теста, где p < 0,05 статистически значимо. Кератины, участвующие в пролиферации и дифференцировке, показаны цветным текстом. На рисунке показаны функция и локализация кератинов в эпидермисе.

Устранение неполадок 7 : Извлечение РНК и белков из одного и того же образца кожи увеличивает время, необходимое для его обработки.Оба процесса экстракции можно остановить на этапе осаждения и хранить при температуре -20°C не менее года, что позволяет завершить процесс позже.

Поиск и устранение неисправностей 8 : На чувствительность Q-Exactive могут влиять белки в буфере для повторного растворения. Поэтому мы разделили осадок белка пополам, что позволило нам количественно определить количество белков в буфере для повторного растворения и оценить количество белков в другой половине, которые должны быть расщеплены трипсином.

Устранение неполадок 9: Несмотря на то, что перед ЖХ-МС/МС выполнялась фильтрация, чтобы избежать большей части сывороточного альбумина из FCS, альбумин по-прежнему определялся Q-Exactive.При биоинформатическом анализе из него был исключен альбумин, который считался контаминантом. Важно иметь образец обогащенной среды для использования в качестве холостого контроля и анализировать его с помощью ЖХ-МС/МС перед анализом супернатантов, полученных в экспериментах с кожей, чтобы избежать систематической ошибки из-за белков из FCS.

Обсуждение

В этом исследовании мы описываем методологию изучения SFI с использованием эксплантатов кожи человека. Этот метод позволяет получить воспроизводимые результаты, несмотря на то, что кожа получена от разных доноров.Использование этой модели ex vivo дает более релевантные результаты, отражающие то, что происходит in vivo по сравнению с другими моделями. Было показано, что модели эпидермиса животных имеют разные воспалительные процессы по сравнению с людьми. Эти различия связаны, во-первых, с разным метаболизмом и анатомией кожи человека и животных. Эпидермис и дерма мыши не такие слоистые и толстые, как кожа человека (Groeber et al., 2011). Кроме того, процесс заживления ран у мышей происходит быстрее и не оставляет шрамов.Кроме того, некоторые подтипы дендритных клеток у мышей не обнаруживаются в коже человека (Gudjonsson et al., 2007). Наконец, реконструированные модели эпидермиса мышей показали, что экспрессия генов цитокинов, в частности IL22 и IL17R , выше в эпидермисе человека, чем в реконструированном эпидермисе мышей (Pohin et al., 2017).

Заменители кожи человека, такие как монослойная культура кератиноцитов человека, слой рогового слоя и реконструированный эпидермис, также имеют некоторые ограничения, которых можно избежать при использовании эксплантатов кожи.Хотя реконструированный эпидермис обладает почти всеми преимуществами полнослойных кожных эксплантатов, в большинстве этих моделей отсутствуют дендритные клетки и меланоциты (Groeber et al., 2011). Культуры монослоя кератиноцитов и роговой слой имеют плохую дифференциацию или не дифференцируются соответственно, что приводит к меньшему количеству экспрессируемых генов или различным паттернам экспрессии генов по сравнению с реконструированным эпидермисом и/или нормальным эпидермисом. Некоторые из генов, которые не экспрессируются или имеют разные паттерны экспрессии, включают ICAM1 , цитокератины, десмоколлин3 и лорикрин (Bernard et al., 2002; Мехул и др., 2004 г.; Rechavi et al., 2006) Кроме того, использование полной толщины ex vivo кожи человека и реконструированного эпидермиса позволяет изучать местно применяемые препараты, местные эффекты антисептиков и биопленки.

Национальный центр по замене, усовершенствованию и сокращению количества животных в исследованиях (NC3Rs) по социальным и этическим причинам выступает за сокращение и адаптацию использования животных в фармацевтических, химических, пестицидных и косметических исследованиях (Burden et al., 2015; Прескотт и Лидстер, 2017). Использование эксплантатов кожи человека в исследовании SFI представляет собой альтернативу использованию животных.

Другие потенциальные преимущества модели кожи человека ex vivo для изучения SFI были показаны Poyntner et al. (2016). Эта группа описала и улучшила количество аннотированных кодирующих белок генов в транскриптоме Exophiala dermatitidis (Poyntner et al., 2016) и протестировала мутант поликетидсинтазы ( PKS1 ) E.dermatitidis для оценки роли меланина при инфекции кожи (Poyntner et al., 2018).

Проблема с использованием эксплантатов кожи в исследованиях связана с продолжительностью жизни кожной ткани. В некоторых исследованиях сообщалось о более низкой продолжительности жизни и высокой скорости апоптоза в эксплантатах кожи, например, при инкубации в течение 5–6 дней при 37°C (Kleszczyński and Fischer, 2012). Однако в этих исследованиях сыворотку не добавляли в среду для роста кожи. Кроме того, инкубация кожи полной толщины (эпидермис и дерма) улучшает пролиферативную способность кератиноцитов (Lee and Cho, 2005).Известно, что фибробласты в дерме играют роль в поддержании пролиферации эпидермиса дольше, чем в моделях, в которых используются только монослои эпидермиса или кератиноцитов (Groeber et al., 2011). Мы не обнаружили различий в уровне апоптоза в неинфицированной ткани кожи через 24 ч, 10 и 14 сут инкубации, что подтверждает сохранение жизнеспособности кожи в течение 10 и 14 сут при 37°С.

В этом исследовании было обнаружено больше доказательств жизнеспособности и пролиферативной способности ткани после 10 дней инкубации.Доказательства экспрессии IL6R были обнаружены в неинфицированной коже, которая не отличалась от инфицированной кожи, наряду с наличием филаггрина и цитокератинов К1, К10, К5, К14, К15 в протеомном анализе. Кератины представляют собой филаменты цитоскелета, необходимые для структурной стабильности и механики многослойного эпидермиса. Экспрессия кератина отличается во время клеточной дифференцировки. Кератины K5/K14/K15 являются основными кератинами, экспрессируемыми в недифференцированном базальном слое кератиноцитов (содержащем стволовые клетки), в то время как K1/K10 являются основными кератинами в процессе дифференцировки кератиноцитов, а K2, филаггрин и каспаза 14 являются маркерами для терминальный процесс дифференцировки, ороговение и наиболее наружные слои эпидермиса (Denecker et al., 2008; Молл и др., 2008). В этом исследовании были обнаружены все эти кератины, что свидетельствует о всех стадиях пролиферации и дифференцировки в неинфицированной коже.

Во время инфекции, вызванной T. rubrum , три белка, участвующих в пролиферации и дифференцировке кератиноцитов, были значительно затронуты (K9, K18 имели более высокие уровни, а уровни каспазы 14 были снижены). Паттерн этих белков во время кожной инфекции T. rubrum является дополнительным доказательством индукции апоптоза, которую наблюдали с использованием системы TUNEL в гистологических срезах.Каспаза 14, в отличие от других каспаз, не активируется апоптозом. Более низкие уровни этого белка во время грибковой инфекции отражают более низкую дифференцировку кератиноцитов (Rendl et al., 2002). Кроме того, в инфицированной коже были обнаружены более высокие уровни K18, которые не обнаруживались в неинфицированной коже. K18 обычно не обнаруживается в нормальной здоровой коже, однако его идентификация при воспалительных состояниях была описана как хороший маркер раннего апоптоза (Caulín et al., 1997).

В нашей модели грибковая инфекция возникла после повреждения эпидермиса иглой.Однако в будущем также можно будет исследовать, могут ли грибковые инфекции инициировать успешные инфекции без повреждения поверхности кожи, а также влияют ли различные методы повреждения на взаимодействие хозяина и патогена и, в конечном итоге, на развитие успешной инфекции. Другие методы повреждения, влияние которых на грибковую инфекцию можно исследовать, включают истирание (Gao et al., 2013), повреждение ультрафиолетом (Khalil, 2018), повреждение лазером (Marquardt et al., 2015) или ожоги (Emanuelsson and Kratz, 1997).

Нейтрофилы, в отличие от Т-лимфоцитов и дендритных клеток, не являются нормальными резидентными клетками кожи, а рекрутируются и появляются локально в большом количестве через 24 часа после повреждения кожи (Gillitzer and Goebeler, 2001). Привлечение нейтрофилов не происходило или происходило не полностью для эксплантатов кожи, использованных в этих экспериментах, поскольку образцы кожи берутся у донора сразу после хирургического разреза кожи донора. Таким образом, модель, используемая в наших экспериментах, может считаться кожей с нейтропенией.Однако модель все еще можно использовать для оценки передачи сигналов рекрутирования нейтрофилов. Доказательства этого процесса наблюдались во время инфекции T. rubrum , поскольку экспрессия гена CXCL8 увеличивалась в ткани, что свидетельствует о попытках привлечь иммунные клетки к поврежденной ткани. Это один из недостатков этой модели, поскольку она моделирует только прямые взаимодействия и реакции клеток кожи с грибками. Отсутствие участия кровотока и циркулирующих иммунных клеток ограничивает степень моделирования взаимодействия хозяина и патогена; однако в будущем можно будет расширить модель, дополнив модель иммунными клетками, добавленными в культуральную среду (Kühbacher et al., 2016).

Из наших результатов можно сделать дополнительные доказательства иммунного ответа на T. rubrum . Более высокая экспрессия CCL20 во время инфекции T. rubrum может отражать попытки рекрутировать Treg и дендритные клетки (Homey et al., 2000). Во время инфекции T. rubrum мы обнаружили, что IL18 имеет сниженную экспрессию, что может отражать отсутствие рекрутирования клеток TH 2 или отсутствие IFN-зависимого хронического воспаления (Nakanishi et al., 2001). Кроме того, низкая экспрессия IL18 может быть связана с деструктивным действием на эпидермис, наблюдаемым во время инфекции T. rubrum в этом исследовании.

Основные недостатки использования кожных эксплантатов в исследовании SFI связаны с доступом к ткани и индивидуальными вариабельными реакциями на инфекцию. Доступ к эксплантатам кожи, использованным в этом проекте, осуществлялся через третье лицо. Другими вариантами доступа к тканям могут быть местные больницы. В первом варианте третья сторона помогает с этическим одобрением; однако стоимость эксплантов выше, чем при получении местных тканей.Недостатком при подаче этического одобрения на местном уровне может быть время, необходимое для получения одобрения, и эти задержки следует учитывать при планировании исследований с использованием кожных эксплантатов.

Предыдущие отчеты и обзоры использования эксплантатов кожи для изучения различных заболеваний сообщали о межиндивидуальной изменчивости среди доноров кожи (Bernard et al., 2002; Groeber et al., 2011). В нашем исследовании эта изменчивость была обнаружена только во время анализа экспрессии генов, где избыточная или сниженная экспрессия определенного гена была более очевидной для одного или двух биологических повторов, но с аналогичной тенденцией, наблюдаемой для остальных образцов.

Заключение

Протокол, представленный здесь, описывает методологию успешного моделирования инфекции кожи человека T. rubrum . Это воспроизводимая модель, которая представляет собой возможность изучать не только эту инфекцию, но и другие SFI, получая результаты, более близкие к тем, которые мы обычно наблюдаем клинически. Важно отметить, что это согласуется с целями NC3R, заменяя использование животных в исследованиях.

Вклад авторов

DC-L участвовал в планировании эксперимента и провел эксперименты, описанные в рукописи, проанализировал данные и написал рукопись.КМ участвовал в управлении проектом, надзоре и редактировал рукопись. DM является соответствующим автором, главным руководителем и участвовал в написании и редактировании рукописи.

Финансирование

Этот проект финансировался за счет Стратегической премии Wellcome Trust в области медицинской микологии и грибковой иммунологии 097377. Мы хотели бы отметить поддержку Центра медицинской микологии Совета медицинских исследований Университета Абердина (MR/N006364/1).

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Выражаем благодарность г-же Люсинде Уайт из отдела микроскопии и гистологии Института медицинских наук Абердинского университета, Абердин, Соединенное Королевство, за обучение работе с микроскопами и обработке РЭМ. Спасибо доктору Дэвиду Стеду из Абердинского центра протеомики Абердинского университета, Абердин, Великобритания, за обработку образцов белка.

Сноски

  1. lifescience.roche.com/en_gb/brands/universal-probe-library.html# assay-дизайн-центр
  2. secure.eurogentec.com/life-science.html
  3. geneontology.org/

Каталожные номера

Бернард, Ф. К., Педретти, Н., Росди, М., и Дегерси, А. (2002). Сравнение профилей экспрессии генов в монослойных культурах кератиноцитов человека, реконструированном эпидермисе и нормальной коже человека; Транскрипционные эффекты лечения ретиноидами в реконструированном эпидермисе человека. Экспл. Дерматол. 11, 59–74.doi: 10.1034/j.1600-0625.2002.110107.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Brilhante, R.S.N., Cordeiro, R.A., Gomes, J.M.F., Sidrim, J.J.C., и Rocha, M.F.G. (2006). Дерматофитоз собак, вызванный антропофильным видом: молекулярная и фенотипическая характеристика Trichophytontonsurans . J. Med. микробиол. 55, 1583–1586. doi: 10.1099/jmm.0.46665-0

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Берден, Н., Чепмен К., Сьюэлл Ф. и Робинсон В. (2015). Введение в лучшую науку через 3rs: введение в национальный центр по замене, усовершенствованию и сокращению количества животных в исследованиях. Дж. Ам. доц. лаборатория Аним. науч. 54, 198–208. doi: 10.2106/JBJS.G.01503

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Каулин, К., Салвесен, Г.С., и Осима, Р.Г. (1997). Расщепление каспазы кератина 18 и реорганизация промежуточных филаментов во время апоптоза эпителиальных клеток. J. Cell Biol. 138, 1379–1394. doi: 10.1083/jcb.138.6.1379

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Дансо, М. О., Беркерс, Т., Миремет А., Хаусил, Ф., и Баустра, Дж. К. (2015). Модель кожи человека ex vivo для изучения восстановления кожного барьера. Экспл. Дерматол. 24, 48–54. doi: 10.1111/exd.12579

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чу, Д. Х., Хааке, А. Р., Хобрук, К., Лумис, К.А. (2003). Строение и развитие кожи. в Дерматология Фитцпатрика в общей медицине, часть вторая . (редакторы) И.М. Фридберг, А.З. Эйзен, К. Вольф, К.Ф. Остин и Л. А. Голдсмит. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: пресса MGraw-Hill.

Эмануэльссон П. и Крац Г. (1997). Характеристика новой модели ожоговой раны in vitro. Бернс 23, 32–36. doi: 10.1016/S0305-4179(96)00073-3

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Фавей Э., Камбье Л., Миньон Б., Poumay, Y., and Lambert De Rouvroit, C. (2017). Моделирование дерматофитии в реконструированном эпидермисе человека: новый инструмент для изучения механизмов инфекции и тестирования противогрибковых средств. Мед. Микол. 55, 485–494. doi: 10.1093/mmy/myw111

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Гао Ю., Ван С., Чен С., Ли С. и Лю С. (2013). Острое нарушение кожного барьера при многократном снятии пластыря: модель повреждения кожного барьера in vivo. Рез. кожи.Технол. 19, 162–168. doi: 10.1111/srt.12028

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Гиллитцер Р. и Гебелер М. (2001). Хемокины в заживлении кожных ран. Дж. Лейкок. биол. 69, 513–521. doi: 10.1189/jlb.69.4.513

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Гробер, Ф., Холейтер, М., Хампель, М., Хиндерер, С., и Шенке-Лейланд, К. (2011). Инженерия тканей кожи – в приложениях vivo и vitro . Доп. Наркотик Делив. Ред. 63, 352–366. doi: 10.1016/j.addr.2011.01.005

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Гуджонссон, Дж. Э., Джонстон, А., Дайсон, М., Вальдимарссон, Х., и Элдер, Дж. Т. (2007). Мышиные модели псориаза. Дж. Расследование. Дерматол. 127, 1292–1308. doi: 10.1038/sj.jid.5700807

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Гийо, К., Пэрис, И., Педретти, Н., Бонифаций, К., Жюшо, Ф., Huguier, V., et al. (2010). Воспаление кожи, вызванное синергическим действием IL-17A, IL-22, онкостатина М, IL-1 и TNF-, повторяет некоторые черты псориаза. Дж. Иммунол. 184, 5263–5270. doi: 10.4049/jimmunol.04

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Homey, B., Dieu-Nosjean, M.C., Wiesenborn, A., Massacrier, C., Pin, J.J., Oldham, E., et al. (2000). Активация макрофагального воспалительного белка-3 /ccl20 и хемокинового рецептора 6 макрофагов при псориазе. Дж. Иммунол. 164, 6621–6632. doi: 10.4049/jиммунол.164.12.6621

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Huang, X.Z., Liang, P.P., Ma, H., Jin, S.C., Yi, J.L., Chen, Z.R., et al. (2015). Влияние культурального супернатанта, полученного из Trichophyton rubrum , выращенного в среде для ногтей, на молекулы HaCaT, связанные с врожденным иммунитетом. Подбородок. Мед. J. 128, 3094–3100. дои: 10.4103/0366-6999.169106

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Клещинский, К.и Фишер, Т.В. (2012). Разработка краткосрочной модели культуры органов кожи человека на всю толщину in vitro в бессывороточных условиях. Арх. Дерматол. Рез. 304, 579–587. doi: 10.1007/s00403-012-1239-z

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кюбахер, А., Зон, К., Бургер-Кентишер, А., и Рупп, С. (2016). Модель кожи человека с добавлением иммунных клеток для изучения грибковых инфекций в рамках программы «Идентификация грибковых патогенов человека». Методы молекулярной биологии vol.1508 (изд.) Т. Лайон 439–449. Humana Press, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк. дои: 10.1007/978-1-4939-6515-1_25

Реферат PubMed | Полнотекстовая перекрестная ссылка

Ли, Д.Ю., и Чо, К.Х. (2005). Влияние эпидермальных кератиноцитов и дермальных фибробластов на формирование кожной базальной мембраны в трехмерных культуральных системах. Арх. Дерматол. Рез. 296, 296–302. doi: 10.1007/s00403-004-0529-5

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лян, П.P., Huang, X.Z., Yi, J.L., Chen, Z.R., Ma, H., Ye, C.X., Chen, X.Y., et al. (2016). Модель инфекции Trichophyton rubrum на основе реконструированного эпидермиса человека – Episkin ® . Подбородок. Мед. Дж. 129, 54–58. дои: 10.4103/0366-6999.172573

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ливак, К. Дж., и Шмитген, Т. Х. (2001). Анализ данных об относительной экспрессии генов с использованием количественной ПЦР в реальном времени и метода 2-ΔΔCT. Методы 25, 402–408. doi: 10.1006/meth.2001.1262

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лоссос, И.С., Червински, Д.К., Вексер, М., и Леви, Р. (2003). Оптимизация количественных параметров ОТ-ПЦР в реальном времени для изучения лимфоидных новообразований. Лейкемия 17, 789–795. doi: 10.1038/sj.leu.2402881

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Марквардт Ю., Аманн П. М., Хайзе Р., Чайя К., Steiner, T., Merk, H.F., et al. (2015). Характеристика новой стандартизированной трехмерной модели заживления кожных ран человека с использованием непоследовательной фракционной ультраимпульсной обработки CO2-лазером. Лазеры Surg. Мед. 47, 257–265. doi: 10.1002/lsm.22341

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Мехул, Б., Асселино, Д., Бернар, А.С., Леклер, Дж., Ренье, М., Шмидт, Р., и соавт. (2004). Профили экспрессии генов трех различных моделей реконструированного эпидермиса человека и классических культур кератиноцитов с использованием массивов CDNA. Арх. Дерматол. Рез. 296, 145–156. doi: 10.1007/s00403-004-0491-2

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Накамура, М., Рикимару, Т., Яно, Т., Мур, К.Г., Пула, П.Дж., Шофилд, Б.Х., и соавт. (1990). Полнослойные эксплантаты кожи человека для проверки токсичности местных химических веществ. Дж. Расследование. Дерматол. 95, 325–332. дои: 10.1111/1523-1747.ep12485073

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Наканиши, К., Йошимото Т., Цуцуи Х. и Окамура Х. (2001). Интерлейкин-18 регулирует ответы как Th2, так и Th3. год. Преподобный Иммунол. 19, 423–474. doi: 10.1146/annurev.immunol.19.1.423

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Недошитко, Б., Соколовская-Войдыло, М., Ракеманн-Дзюрдзинская, К., Рошкевич, Дж., и Новицкий, Р. Дж. (2014). Сеть хемокинов и цитокинов в патогенезе воспалительных заболеваний кожи: атопического дерматита, псориаза и мастоцитоза кожи. Постерий Дерматол. Алергол. 31, 84–91. doi: 10.5114/pdia.2014.40920

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ng, K.W., Pearton, M., Coulman, S., Anstey, A., Gateley, C., Morrissey, A., et al. (2009). Разработка модели кожи человека ex vivo для внутрикожной вакцинации: жизнеспособность тканей и поведение клеток Лангерганса. Вакцина 27, 5948–5955. doi: 10.1016/j.vaccine.2009.07.088

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Перес, Н.T., Silva, L.G., da Silva, R.S., Jacob, T.R., Persinoti, F.G., Rocha, L.B., et al. (2016). В моделях инфекции vitro и ex vivo помогают оценить молекулярные аспекты взаимодействия Trichophyton rubrum со средой хозяина. Мед. Микол. 54, 420–427. doi: 10.1093/mmy/myv113

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Пирес, К.А., Круз, Н.Ф., Лобато, А.М., Соуза, П.О., Карнейро, Ф.Р., Мендес, А.М. (2014). Клинико-эпидемиологический и терапевтический профиль дерматофитий. Ан. Бюстгальтеры. Дерматол. 89, 259–264. doi: 10.1590/abd1806-4841.20142569

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Pohin, M., Veaute, C., Garnier, J., Barrault, C., Cronier, C., Huguier, V., Favot, L., et al. (2017). Разработка новой модели реконструированного эпидермиса мыши и характеристика его реакции на провоспалительные цитокины. J. Tissue Eng. Реген. Мед. 12, e1098–e1107 doi: 10.1002/термин.2442

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Пойнтнер, К., Блази, Б., Аркалис, Э., Мирастский, В., Стерфлингер, К., и Тафер, Х. (2016). Транскриптом Exophiala dermatitidis во время инфекции модели кожи ex-vivo . Фронт. Клетка. Заразить. микробиол. 6:136. doi: 10.3389/fcimb.2016.00136

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Пойнтнер К., Мирастский У., Стерфлингер К.и Тафер, Х. (2018). Транскриптомы Исследование мутанта Exophiala Dermatitidis PKS1 на модели кожи ex vivo : важен ли меланин для инфекции? Фронт. микробиол. 9:1457. doi: 10.3389/fmicb.2018.01457

Реферат PubMed | Полнотекстовая перекрестная ссылка

Queiroz-Telles, F., de Hoog, S., Wagner, C.L., Santos, D., Guedes Salgado, C., Vicente, V.A., Bonifaz, A., et al. (2017). Хромобластомикоз. клин. микробиол. Ред. 30, 233–276.doi: 10.1128/CMR.00032-16

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Рехави, Г., Меворах, Д., Гал, Х., Ингбер, А., Вербовецки, И., Гивол, Д., и соавт. (2006). Индуцированный ультрафиолетовым излучением профиль экспрессии генов человеческого эпидермиса in vivo отличается от профиля культивируемых кератиноцитов. Онкоген 25, 2601–2614. doi: 10.1038/sj.onc.1209292

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Рендл, М., Бан, Дж., Mrass, P., Mayer, C., Lengauer, B., Eckhart, L., et al. (2002). Экспрессия каспазы-14 эпидермальными кератиноцитами регулируется ретиноидами в зависимости от дифференцировки. Дж. Расследование. Дерматол. 119, 1150–1155. doi: 10.1046/j.1523-1747.2002.19532.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Сюй, В., Джонг Хонг, С., Цзя, С., Чжао, Ю., Гальяно, Р. Д., и Мусто, Т. Х. (2012). Применение модели культуры кожи человека частичной толщины ex vivo в исследовании заживления кожных ран. Лаб. Вкладывать деньги. 92, 584–599. doi: 10.1038/labinvest.2011.184

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Zaugg, C., Monod, M., Weber, J., Harshman, K., Pradervand, S., Thomas, J., et al. (2009). Профилирование экспрессии генов у патогенного дерматофита человека Trichophyton rubrum при росте на белках. Эукариот. Ячейка 8, 241–250. doi: 10.1128/EC.00208-08

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Микробиом кожи человека | Nature Reviews Microbiology

  • Scharschmidt, T.К. и Фишбах, М. А. Что живет на нашей коже: экология, геномика и терапевтические возможности микробиома кожи. Препарат Дисков. Сегодня Дис. мех. 10 , e83–e89 (2013).

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Белкаид Ю. и Сегре Дж. А. Диалог между микробиотой кожи и иммунитетом. Наука 346 , 954–959 (2014).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Грайс, Э.A. Пересечение микробиома и хозяина на поверхности кожи: геномные и метагеномные идеи. Рез. генома. 25 , 1514–1520 (2015).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Kong, H.H. et al. Временные сдвиги в микробиоме кожи, связанные с обострением заболевания и лечением у детей с атопическим дерматитом. Рез. генома. 22 , 850–859 (2012). Это первое исследование, в котором образцы кожи людей с атопическим дерматитом были взяты в продольном направлении и секвенированы.

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Paulino, L.C., Tseng, C.H., Strober, B.E. & Blaser, M.J. Молекулярный анализ грибковой микробиоты в образцах здоровой кожи человека и псориатических поражений. Дж. Клин. микробиол. 44 , 2933–2941 (2006).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Конг, Х. Х. и Сегре, Дж. А. Микробиом кожи: оглядываясь назад, чтобы двигаться вперед. Дж. Инвест. Дерматол. 132 , 933–939 (2012).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Woese, CR & Fox, GE. Филогенетическая структура прокариотического домена: первичные царства. Проц. Натл акад. науч. США 74 , 5088–5090 (1977). Это первое исследование, в котором ген 16S рРНК использовался для определения филогении микроорганизма.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Schoch, C.L. et al. Ядерная рибосомная внутренняя транскрибируемая спейсерная область (ITS) как универсальный маркер штрих-кода ДНК для грибов. Проц. Натл акад. науч. США 109 , 6241–6246 (2012).

    Артикул пабмед Google ученый

  • Meisel, J.S. et al. Исследования микробиома кожи сильно зависят от дизайна эксперимента. Дж. Инвест. Дерматол. 136 , 947–956 (2016). В этой статье описывается, как методология может повлиять на исследования микробиома кожи.

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Зеувен, П.Л. и др. Ответ на Meisel et al. J. Следственный дерматол. 137 , 961–962 (2017).

    Артикул КАС Google ученый

  • Кастелино, М. и др. Оптимизация методов исследования бактериального микробиома кожи: выбор праймеров и сравнение платформы 454 и MiSeq. ВМС микробиол. 17 , 23 (2017).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Шлосс, П.Д. и др. Представляем mothur: открытое, независимое от платформы, поддерживаемое сообществом программное обеспечение для описания и сравнения микробных сообществ. Заяв. Окружающая среда. микробиол. 75 , 7537–7541 (2009).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Caporaso, J.G. et al. QIIME позволяет анализировать данные секвенирования с высокой пропускной способностью. Нац. Методы 7 , 335–336 (2010).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Brooks, J. P. et al. Правда о метагеномике: количественная оценка и противодействие предвзятости в исследованиях 16S рРНК. ВМС микробиол. 15 , 66 (2015).

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Юань С., Коэн Д. Б., Равель Дж., Абдо З. и Форни Л.J. Оценка методов выделения и очистки ДНК из микробиома человека. PLoS ONE 7 , e33865 (2012 г.).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Герасимидис, К. и др. Влияние методологии выделения ДНК на применение исследований микробиоты кишечника. BMC Рез. Примечания 9 , 365 (2016).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Конлан, С.и другие. Анализ последовательности пангенома Staphylococcus epidermidis выявил разнообразие комменсальных кожных изолятов и изолятов, связанных с госпитальной инфекцией. Геном Биол. 13 , Р64 (2012).

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Tomida, S. et al. Пангеномный и сравнительный анализы генома propionibacterium acnes выявили его геномное разнообразие в микробиоме здоровой и больной кожи человека. mBio 4 , e000030-13 (2013).

    Артикул КАС Google ученый

  • Bosi, E. et al. Сравнительное моделирование в масштабе генома штаммов Staphylococcus aureus позволяет выявить специфичные для штамма метаболические способности, связанные с патогенностью. Проц. Натл акад. науч. США 113 , E3801–E3809 (2016 г.).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Костелло, Э.К. и др. Изменчивость бактериального сообщества в местах обитания человека в пространстве и времени. Наука 326 , 1694–1697 (2009).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Грайс, Э. А. и др. Топографическое и временное разнообразие микробиома кожи человека. Наука 324 , 1190–1192 (2009).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Грайс, Э.А. и Сегре, Дж. А. Микробиом кожи. Нац. Преподобный Микробиолог. 9 , 244–253 (2011).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • О, Дж. и др. Биогеография и форма индивидуальности функционируют в метагеноме кожи человека. Природа 514 , 59–64 (2014).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Финдли, К.и другие. Топографическое разнообразие грибковых и бактериальных сообществ кожи человека. Природа 498 , 367–370 (2013).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • О, Дж. и др. Временная стабильность микробиома кожи человека. Cell 165 , 854–866 (2016). Вместе со ссылкой 23 в этих исследованиях исследуется микробиом здоровой кожи человека с помощью метагеномного секвенирования дробовика.

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Hannigan, G.D. et al. Двухцепочечный ДНК-виром кожи человека: топографическое и временное разнообразие, генетическое обогащение и динамические ассоциации с микробиомом хозяина. mBio 6 , e01578-15 (2015).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Фэн Х., Шуда, М., Чанг, Ю. и Мур, П.С. Клональная интеграция полиомавируса в карциному из клеток Меркеля человека. Наука 319 , 1096–1100 (2008).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Schloissnig, S. et al. Ландшафт геномных вариаций микробиома кишечника человека. Природа 493 , 45–50 (2013).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Фейт Дж.Дж. и др. Долгосрочная стабильность микробиоты кишечника человека. Наука 341 , 1237439 (2013).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Tsai, Y.C. et al. Решение сложных метагеномов кожи человека с помощью секвенирования одной молекулы. mBio 7 , e01948-15 (2016).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Голландия, К.T., Greenman, J. & Cunliffe, WJ. Рост кожных пропионибактерий на синтетической среде; урожайность роста и производство экзоферментов. Дж. Заявл. бактериол. 47 , 383–394 (1979).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Bruggemann, H. et al. Полная последовательность генома Propionibacterium acnes , комменсала кожи человека. Наука 305 , 671–673 (2004).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Марплс, Р. Р., Даунинг, Д. Т. и Клигман, А. М. Контроль свободных жирных кислот в поверхностных липидах человека с помощью Corynebacterium acnes . Дж. Инвест. Дерматол. 56 , 127–131 (1971).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Ингам, Э., Холланд, К.Т., Гоуланд, Г.& Cunliffe, WJ. Частичная очистка и характеристика липазы (EC 3.1.1.3) из Propionibacterium acnes . J. General Microbiol. 124 , 393–401 (1981).

    КАС Google ученый

  • Gribbon, E.M., Cunliffe, WJ & Holland, K.T. Взаимодействие Propionibacterium acnes с липидами кожи in vitro . J. General Microbiol. 139 , 1745–1751 (1993).

    Артикул КАС Google ученый

  • Мукерджи, С. и др. Уровни кожного сала и гидратации в определенных областях человеческого лица в значительной степени предсказывают характер и разнообразие микробиома кожи лица. Науч. Респ. 6 , 36062 (2016).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Вебстер, Г. Ф., Руджери, М.Р. и МакГинли, К. Дж. Корреляция популяций Propionibacterium acnes с наличием триглицеридов на нечеловеческой коже. Заяв. Окружающая среда. микробиол. 41 , 1269–1270 (1981).

    КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Ву, Г. и др. Сравнительная геномика рода Malassezia описывает его филогению, физиологию и нишевую адаптацию на коже человека. Генетика PLoS. 11 , e1005614 (2015).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Домингес-Белло, М. Г. и др. Способ родоразрешения определяет приобретение и структуру исходной микробиоты в различных средах обитания новорожденных. Проц. Натл акад. науч. США 107 , 11971–11975 (2010 г.).

    Артикул пабмед Google ученый

  • Мюллер, Н.Т., Бакач Э., Комбеллик Дж., Григорян З. и Домингес-Белло М. Г. Развитие микробиома младенцев: мама имеет значение. Тенденции Мол. Мед. 21 , 109–117 (2015).

    Артикул пабмед Google ученый

  • Яцуненко Т. и др. Микробиом кишечника человека в зависимости от возраста и географии. Природа 486 , 222–227 (2012).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Фейт Дж.Дж., Коломбель, Дж. Ф. и Гордон, Дж. И. Выявление штаммов, которые способствуют развитию сложных заболеваний, путем изучения микробного наследования. Проц. Натл акад. науч. США 112 , 633–640 (2015).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • О, Дж., Конлан, С., Полли, Э. К., Сегре, Дж. А. и Конг, Х. Х. Изменения в микробиоте кожи и носовых ходов человека у здоровых детей и взрослых. Геном Мед. 4 , 77 (2012).

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Джо, Дж. Х. и др. Разнообразные сообщества грибков кожи человека у детей сходятся во взрослом возрасте. Дж. Инвест. Дерматол. 136 , 2356–2363 (2016).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Джо, Дж. Х., Кеннеди, Э.А. и Конг, Х. Х. Топографические и физиологические различия микобиома кожи в норме и при патологии. Вирулентность 8 , 324–333 (2016).

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Гавличкова Б., Чайка В. А. и Фридрих М. Эпидемиологические тенденции микозов кожи во всем мире. Микозы 51 (Приложение 4), 2–15 (2008).

    Артикул пабмед Google ученый

  • Зеебахер, К., Bouchara, JP & Mignon, B. Обновления эпидемиологии дерматофитных инфекций. Mycopathologia 166 , 335–352 (2008).

    Артикул пабмед Google ученый

  • Кириакис К.П. и др. Распространенность отрубевидного лишая в зависимости от возраста и пола. Микозы 49 , 517–518 (2006).

    Артикул пабмед Google ученый

  • фон Эйфф, К., Becker, K., Machka, K., Stammer, H. & Peters, G. Назальное носительство как источник бактериемии Staphylococcus aureus . Н. англ. Дж. Мед. 344 , 11–16 (2001).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Weidenmaier, C., Goerke, C. & Wolz, C. Staphylococcus aureus детерминанты носовой колонизации. Тенденции микробиол. 20 , 243–250 (2012).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Bode, L.G. et al. Профилактика инфекций в области хирургического вмешательства у назальных носителей Staphylococcus aureus . Н. англ. Дж. Мед. 362 , 9–17 (2010).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • ДеЛео, Ф. Р., Отто, М., Крейсвирт, Б. Н. и Чемберс, Х. Ф. Внебольничный метициллинорезистентный Staphylococcus aureus . Ланцет 375 , 1557–1568 (2010).

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Proctor, R.A. Задачи универсальной вакцины Staphylococcus aureus . клин. Заразить. Дис. 54 , 1179–1186 (2012).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Янсен, К. У., Гирдженти, Д.К., Скалли И.Л. и Андерсон А.С. Обзор вакцин: «Вакцины против золотистого стафилококка: проблемы и перспективы». Вакцина 31 , 2723–2730 (2013 г.).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Памер, Э. Г. Восстановление микробиоты кишечника для борьбы с устойчивыми к антибиотикам патогенами. Наука 352 , 535–538 (2016).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Линг Л.Л. и др. Новый антибиотик убивает патогены без обнаруживаемой резистентности. Природа 517 , 455–459 (2015).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Ивасе, Т. и др. Staphylococcus epidermidis Esp ингибирует образование биопленки Staphylococcus aureus и колонизацию носа. Природа 465 , 346–349 (2010).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Сугимото, С.и другие. Staphylococcus epidermidis Esp разрушает специфические белки, связанные с образованием биопленки Staphylococcus aureus и взаимодействием хозяин-патоген. J. Бактериол. 195 , 1645–1655 (2013).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Zipperer, A. et al. Человеческие комменсалы, продуцирующие новый антибиотик, нарушают колонизацию патогенов. Природа 535 , 511–516 (2016). Вместе со ссылкой 57 эти исследования показывают, как комменсальные кожные микроорганизмы вырабатывают противомикробные препараты против S. aureus .

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Nakatsuji, T. et al. Антимикробные препараты из комменсальных бактерий кожи человека защищают от Staphylococcus aureus и их недостаточно при атопическом дерматите. Науч. Перевод мед. 9 , eaah5680 (2017). Это первое исследование, в котором использовали аутологичную трансплантацию микроорганизмов на кожу.

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Wollenberg, M.S. et al. Копропорфирин III, продуцируемый пропионибактериями, вызывает агрегацию Staphylococcus aureus и образование биопленки. mBio 5 , e01286-14 (2014).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Рэмси, М.М., Фрейре, М.О., Габрильска, Р.А., Рамбо, К.П. и Лемон, К.П. Staphylococcus aureus смещается в сторону комменсализма в ответ на видов Corynebacterium . Фронт. микробиол. 7 , 1230 (2016).

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Bomar, L., Brugger, S.D., Yost, B.H., Davies, S.S. & Lemon, K.P. mBio 7 , e01725-15 (2016).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Christensen, G.J. et al. Антагонизм между Staphylococcus epidermidis и Propionibacterium acnes и его геномная основа. BMC Геном. 17 , 152 (2016).

    Артикул КАС Google ученый

  • Янек Д., Зипперер, А., Кулик, А., Крисмер, Б. и Пешель, А. Высокая частота и разнообразие антимикробной активности, вызываемой назальными штаммами Staphylococcus против бактериальных конкурентов. PLoS Pathog. 12 , e1005812 (2016).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Яссур, М. и др. Естественная история микробиома кишечника младенцев и влияние лечения антибиотиками на разнообразие и стабильность бактериальных штаммов. Науч. Перевод мед. 8 , 343ra81 (2016).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Атараши, К. и др. Индукция Treg рационально подобранной смесью штаммов Clostridia из микробиоты человека. Природа 500 , 232–236 (2013).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Баффи, К.G. & Pamer, EG. Опосредованная микробиотой резистентность к колонизации кишечных патогенов. Нац. Преподобный Иммунол. 13 , 790–801 (2013).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Iebba, V. et al. Эубиоз и дисбиоз: две стороны микробиоты. Новый микробиол. 39 , 1–12 (2016).

    КАС пабмед Google ученый

  • Лейден, Дж.Дж., МакГинли, К.Дж., Миллс, О.Х. и Клигман, А.М. Уровни пропионибактерий у пациентов с вульгарными угрями и без них. Дж. Инвест. Дерматол. 65 , 382–384 (1975).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Fitz-Gibbon, S. et al. Популяции штаммов Propionibacterium acnes в микробиоме кожи человека, связанные с акне. Дж. Инвест. Дерматол. 133 , 2152–2160 (2013).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Кан Д., Ши Б., Эрфе М. К., Крафт Н. и Ли Х. Витамин B12 модулирует транскриптом микробиоты кожи при патогенезе акне. Науч. Перевод мед. 7 , 293ra103 (2015). Это первое исследование секвенирования РНК кожи для сравнения экспрессии микробных генов у людей с акне и без него.

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Пикардо, М., Оттавиани М., Камера Э. и Мастрофранческо А. Липиды сальных желез. Дерматоэндокринол. 1 , 68–71 (2009).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Jahns, A.C. et al. Повышенная заболеваемость биопленками Propionibacterium acnes при вульгарных угрях: исследование случай-контроль. Бр. Дж. Дерматол. 167 , 50–58 (2012).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Ломхольт, Х.B. & Kilian, M. Генетический анализ популяции Propionibacterium acnes идентифицирует субпопуляцию и эпидемические клоны, связанные с акне. PLoS ONE 5 , e12277 (2010 г.).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • McDowell, A. et al. Расширенная схема мультилокусного типирования последовательности для Propionibacterium acnes : исследование «патогенных», «комменсальных» и устойчивых к антибиотикам штаммов. PLoS ONE 7 , e41480 (2012 г.).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Макдауэлл, А., Наги, И., Мадьяри, М., Барнард, Э. и Патрик, С. Оппортунистический патоген Propionibacterium acnes : понимание типизации, болезней человека, клональной диверсификации и эволюции фактора САМР. PLoS ONE 8 , e70897 (2013).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Омер Х., Макдауэлл, А. и Алексеев, О. А. Понимание роли Propionibacterium acnes в вульгарных угрях: критическая важность методологий взятия проб кожи. клин. Дерматол. 35 , 118–129 (2017).

    Артикул пабмед Google ученый

  • Balta, I. & Ozuguz, P. Угревая сыпь, вызванная витамином B12. Кутан. Глазной токсикол. 33 , 94–95 (2014).

    Артикул Google ученый

  • Шерертц Э.Е. Угревая сыпь из-за «мегадозы» витаминов В6 и В12. Cutis 48 , 119–120 (1991).

    КАС пабмед Google ученый

  • Дюпре, А., Альбарель, Н., Бонафе, Дж. Л., Кристол, Б. и Лассере, Дж. Акне, вызванные витамином B-12. Cutis 24 , 210–211 (1979).

    КАС пабмед Google ученый

  • Браун-Фалько, О.& Lincke, H. Проблема акне витамина B6/B12. Вклад о медикаментозных акне [немецкий]. ММВ Мунк. Мед. Wochenschr. 118 , 155–160 (1976).

    КАС пабмед Google ученый

  • Puissant, A., Vanbremeersch, F., Monfort, J. & Lamberton, J.N. Новый ятрогенный дерматоз: акне, вызванные витамином B 12 [французский язык]. Бык. соц. о. Дерматол. Сифилигр. 74 , 813–815 (1967).

    КАС пабмед Google ученый

  • Johnson, T., Kang, D., Barnard, E. & Li, H. Различия в уровне штаммов в продукции и регуляции порфирина в Propionibacterium acnes объясняют ассоциации заболеваний. mSphere 1 , e00023-15 (2016).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Палмер, К.Н. и др. Распространенные варианты белка эпидермального барьера филаггрина с потерей функции являются основным предрасполагающим фактором для атопического дерматита. Нац. Жене. 38 , 441–446 (2006).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Консорциум по ранней генетике и эпидемиологии на протяжении всей жизни (EAGLE). Многопрофильное ассоциативное исследование 21 000 случаев заболевания и 95 000 контрольных пациентов выявило новые локусы риска атопического дерматита. Нац. Жене. 47 , 1449–1456 (2015).

  • Лейден, Дж. Дж., Марплс, Р. Р. и Клигман, А. М. Staphylococcus aureus в очагах атопического дерматита. Бр. Дж. Дерматол. 90 , 525–530 (1974).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Huang, J. T., Abrams, M., Tlougan, B., Rademaker, A. & Paller, A. S. Лечение колонизации Staphylococcus aureus при атопическом дерматите снижает тяжесть заболевания. Педиатрия 123 , e808–814 (2009).

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Bath-Hextall, F.J., Birnie, A.J., Ravenscroft, J.C. & Williams, H.C. Вмешательства по снижению Staphylococcus aureus при лечении атопической экземы: обновленный Кокрановский обзор. Бр. Дж. Дерматол. 163 , 12–26 (2010).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Берд, А.Л. и др. Staphylococcus aureus и Staphylococcus epidermidis разнообразие штаммов, лежащих в основе педиатрического атопического дерматита. Науч. Перевод мед. 9 , eaal4651 (2017).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Kennedy, E. A. et al. Микробиом кожи до развития атопического дерматита: ранняя колонизация комменсальными стафилококками через 2 месяца связана с более низким риском развития атопического дерматита через 1 год. J. Аллергическая клиника. Иммунол. 139 , 166–172 (2017).

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Chng, K.R. et al. Профилирование всего метагенома выявляет зависящую от микробиома кожи восприимчивость к вспышкам атопического дерматита. Нац. микробиол. 1 , 16106 (2016).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Хански И.и другие. Биоразнообразие окружающей среды, микробиота человека и аллергия взаимосвязаны. Проц. Натл акад. науч. США 109 , 8334–8339 (2012).

    Артикул пабмед Google ученый

  • Fyhrquist, N. et al. Виды Acinetobacter в микробиоте кожи защищают от аллергической сенсибилизации и воспаления. J. Аллергическая клиника. Иммунол. 134 , 1301–1309.e11 (2014).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Зеувен, П.Л. и др. Грамположительные анаэробные кокки недостаточно представлены в микробиоме кожи человека с дефицитом филаггрина. J. Аллергическая клиника. Иммунол. 139 , 1368–1371 (2017).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Накамура Ю. и др. Дельта-токсин Staphylococcus вызывает аллергическое заболевание кожи путем активации тучных клеток. Природа 503 , 397–401 (2013).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Нибур, М.и другие. Стафилококковый альфа-токсин является сильным индуктором интерлейкина-17 у человека. Заразить. Иммун. 79 , 1615–1622 (2011).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Кэслер, С. и др. Липотейхоевая кислота, полученная из Staphylococcus aureus , вызывает временный паралич Т-клеток, не зависящий от Toll-подобного рецептора 2. J. Allergy Clin. Иммунол. 138 , 780–790.е6 (2016).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Zhang, L.J. et al. Кожные адипоциты защищают от инвазивной кожной инфекции Staphylococcus aureus . Наука 347 , 67–71 (2015).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Nakatsuji, T. et al. Staphylococcus aureus использует дефекты эпидермального барьера при атопическом дерматите для запуска экспрессии цитокинов. Дж. Инвест. Дерматол. 136 , 2192–2200 (2016).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Кобаяши Т. и др. Дисбактериоз и колонизация Staphylococcus aureus вызывают воспаление при атопическом дерматите. Иммунитет 42 , 756–766 (2015). Это исследование демонстрирует, как преобладание S. aureus может вызывать воспаление кожи в модели животных с измененной целостностью барьера.

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • О, Дж. и др. Измененный ландшафт микробиома кожи человека у пациентов с первичными иммунодефицитами. Рез. генома. 23 , 2103–2114 (2013).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Smeekens, S.P. et al. Дисбаланс микробиома кожи у пациентов с дефектами STAT1/STAT3 нарушает врожденные защитные реакции хозяина. J. Врожденный иммунитет. 6 , 253–262 (2014).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Chu, E.Y. et al. Кожные проявления синдрома дефицита DOCK8. Арх. Дерматол. 148 , 79–84 (2012).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Prompers, L. et al. Высокая распространенность ишемии, инфекций и серьезных сопутствующих заболеваний у пациентов с диабетической стопой в Европе.Базовые результаты исследования Eurodiale. Диабетология 50 , 18–25 (2007).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Валенси, П., Жирод, И., Барон, Ф., Моро-Дефарж, Т. и Гийон, П. Качество жизни и клинические корреляты у пациентов с диабетическими язвами стопы. Диабет Метаб. 31 , 263–271 (2005).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Рэмси, С.Д. и др. Заболеваемость, исходы и стоимость язв стопы у пациентов с диабетом. Diabetes Care 22 , 382–387 (1999).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Гарднер С.Э., Хиллис С.Л., Хейлманн К., Сегре Дж.А. и Грайс Э.А. Микробиом нейропатической диабетической язвы стопы связан с клиническими факторами. Диабет 62 , 923–930 (2013).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Леше, М.и другие. Временная стабильность микробиоты хронической раны связана с плохим заживлением. Дж. Инвест. Дерматол. 137 , 237–244 (2017).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Martinez, C. et al. Нестабильный состав фекальной микробиоты при язвенном колите в период клинической ремиссии. утра. Дж. Гастроэнтерол. 103 , 643–648 (2008).

    Артикул пабмед Google ученый

  • Калан, Л.и другие. Новое определение микробиома хронических ран: грибковые сообщества преобладают, динамичны и связаны с замедленным заживлением. mBio 7 , e01058-16 (2016).

    Артикул пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Корем, Т. и др. Динамика роста кишечной микробиоты в норме и при заболеваниях, полученная на основе отдельных метагеномных образцов. Наука 349 , 1101–1106 (2015).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Сегре, Дж.A. Формирование и восстановление эпидермального барьера при кожных заболеваниях. Дж. Клин. Вкладывать деньги. 116 , 1150–1158 (2006).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Галло, Р. Л. и Хупер, Л. В. Эпителиальная противомикробная защита кожи и кишечника. Нац. Преподобный Иммунол. 12 , 503–516 (2012).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Конг, Х.Х. и др. Проведение исследований микробиома кожи: метод до безумия. Дж. Инвест. Дерматол. 137 , 561–568 (2017).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Алексеев О. А. Бактериальный ландшафт кожи человека: видеть лес за деревьями. Экспл. Дерматол. 22 , 443–446 (2013).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Алексеев О.A. & Jahns, AC. Отбор проб и обнаружение кожи Propionibacterium acnes : текущий статус. Анаэробы 18 , 479–483 (2012).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Грайс, Э. А. и др. Профиль разнообразия микробиоты кожи человека. Рез. генома. 18 , 1043–1050 (2008).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Накацудзи Т.и другие. Микробиом распространяется на субэпидермальные компартменты нормальной кожи. Нац. коммун. 4 , 1431 (2013).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Zeeuwen, P.L. et al. Динамика микробиома эпидермиса человека после нарушения кожного барьера. Геном Биол. 13 , R101 (2012).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Надь И.и другие. Propionibacterium acnes и липополисахарид индуцируют экспрессию противомикробных пептидов и провоспалительных цитокинов/хемокинов в себоцитах человека. Заражение микробами. 8 , 2195–2205 (2006).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Найк, С. и др. Взаимодействие комменсала с дендритными клетками определяет уникальную защитную иммунную сигнатуру кожи. Природа 520 , 104–108 (2015).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Найк, С. и др. Раздельный контроль кожного иммунитета резидентными комменсалами. Наука 337 , 1115–1119 (2012). Это исследование показывает, что кожные комменсалы могут стимулировать кожный адаптивный иммунитет к патогенам.

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Прабхудас М.и другие. Проблемы детского иммунитета: последствия для реакции на инфекцию и вакцины. Нац. Иммунол. 12 , 189–194 (2011).

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Scharschmidt, T.C. et al. Волна регуляторных Т-клеток в коже новорожденного опосредует толерантность к комменсальным микробам. Иммунитет 43 , 1011–1021 (2015). В этом исследовании описано, как FoxP3 + Т-клетки накапливаются в коже новорожденных и способствуют толерантности к комменсалам.

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Белкаид Ю. и Тамутоунур С. Влияние микроорганизмов кожи на кожный иммунитет. Нац. Преподобный Иммунол. 16 , 353–366 (2016). Это важный обзор роли различных микроорганизмов в обучении врожденных и адаптивных компонентов иммунной системы кожи.

    Артикул КАС пабмед Google ученый

  • Белкаид Ю.и Харрисон, О. Дж. Гомеостатический иммунитет и микробиота. Иммунитет 46 , 562–576 (2017).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Hand, T.W. et al. Острая желудочно-кишечная инфекция вызывает долгоживущие Т-клеточные реакции, специфичные для микробиоты. Наука 337 , 1553–1556 (2012).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Отто М. Staphylococcus epidermidis — «случайный» возбудитель. Нац. Преподобный Микробиолог. 7 , 555–567 (2009).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Ньюэлл, Э. У. и Дэвис, М. М. За пределами модельных антигенов: многомерные методы анализа антиген-специфических Т-клеток. Нац. Биотехнолог. 32 , 149–157 (2014).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Эволюция кожи человека(?)

    Поскольку кожа человека сильно отличается от кожи всех других известных млекопитающих, ее эволюция, скорее всего, была уникальной.Кожа человека, однако, имеет некоторые общие характеристики с кожей других приматов: только у человека и других приматов есть настоящие дерматоглифы и тельца Мейснера на ладонях и подошвах, ногти вместо когтей и копыт и цекриновые потовые железы в волосистой коже. Уникальность кожи человека в том, что она потеряла волосяной покров, но, тем не менее, осталась покрытой волосами; единственные волосы, которые он потерял, – это вибриссак. Большая часть человеческих волос миниатюризирована, а кожа кажется голой. Все волосяные фолликулы человека, независимо от размера и расположения, богато иннервированы и составляют основную анатомическую единицу кожной чувствительности.В то время как пигментация кожи является адаптацией человека к воздействию солнечного света, пигментация кожи многих других млекопитающих имеет мало отношения к солнечному свету. Эпидермис человека, более толстый, чем у пушных млекопитающих, имеет заметную, хорошо структурированную нижнюю поверхность даже в волосистой коже. Эта особенность характерна для кожи шимпанзе и горилл. Обилие эластических волокон в дерме кожи человека характерно также для шимпанзе и горилл. Человеческая выносливость, прямохождение на двух ногах и передвижение, должно быть, были приобретены pari passu благодаря развитой кожной сосудистой системе и нескольким миллионам экзокринных потовых желез, которые вместе помогают рассеивать тепло тела.Потовые железы на волосистой коже и на ладонях и подошвах имеют различную филогению, онтогенез и физиологию. В то время как все нечеловеческие приматы, включая шимпанзе и горилл, имеют апокринные железы по всему телу, только у человека и этих двух человекообразных обезьян есть подмышечный орган для производства запаха. Человеческие чесоточные железы большие, и их секреция может способствовать общему запаху человека. Человеческие самки уникальны среди млекопитающих тем, что у них увеличена грудь, когда они не кормят грудью; эти придатки, вероятно, являются сигнальными устройствами для сексуального влечения.Половая кожа обезьян и шимпанзе Старого Света, по-видимому, имеет те же свойства, что и кожа женщин. Человеческий скальп имеет уникальную структуру, но облысение, которое в той или иной степени встречается у всех людей, также встречается у ряда приматов.

    В этом эссе указываются черты человеческой кожи, которые также встречаются только у шимпанзе и горилл. Нельзя избежать близости человеческой кожи к коже этих двух человекообразных обезьян.

    Адаптация цвета кожи человека в различных популяциях | Hereditas

    С тех пор как около 100 000 лет назад современные люди вышли из Африки, они распространились по континентам в самых разных средах обитания, от тропических зон до арктических и от низменностей до высокогорий.Во время миграции давление отбора в местных условиях (например, холодный климат, гипоксия и эндемичные патогены) вместе со случайным дрейфом привели к специфическим для популяции генетическим вариантам, которые в дальнейшем повлияли на изменчивые фенотипы, такие как толерантность к лактозе, рост, иммунный статус. системы и метаболической эффективности.

    Изменение цвета кожи — один из самых ярких примеров фенотипического разнообразия человека. В нем преобладает меланин, пигментация, расположенная в основании эпидермиса и продуцируемая меланоцитами.Меланин имеет две формы: феомеланин (желто-красноватый) и эумеланин (черно-коричневый). Первый в основном накапливается у людей со светлой кожей, а второй – у людей со смуглой кожей [1,2,3,4,5]. Кроме того, количество и размер частиц меланина различаются у разных людей и даже важнее, чем пропорции двух форм меланина в определении цвета кожи человека [5]. Другие кожные факторы, например кератин, также вносят свой вклад в изменение цвета кожи [6, 7].

    В глобальном населении цвет кожи тесно связан с широтой и, в основном, с распределением ультрафиолетового (УФ) излучения (рис. 1). Население ближе к экватору, как правило, имеет темную кожу для защиты от УФ-излучения, поскольку чрезмерное воздействие УФ-излучения может снизить уровень фолиевой кислоты [8, 9] и вызвать рак кожи [10,11,12,13]. Более светлая кожа у популяций в более высоких широтах лежит в основе отбора для поддержания фотосинтеза витамина D, который является УФ-зависимым процессом [14, 15].

    Рис.1

    Корреляция между цветом кожи и широтой (из Barsh (2003) [5]). ( a ) Карта распределения цвета кожи человека. ( b ) График коэффициента отражения кожи в зависимости от широты

    Хотя считается, что УФ-излучение является движущей силой эволюции цвета кожи человека, понимание точного генетического механизма отбора будет иметь решающее значение для реконструкции истории эволюции человека и выяснения микроэволюции адаптивных признаков. Описание полной картины региональной адаптации цвета кожи у людей было бы сложной задачей, поскольку оно включает не только гены, идентифицированные как находящиеся под отбором, но и степень, в которой эти гены могут объяснить фенотипическую изменчивость, взаимодействия и совместные эффекты генов, а также как они реагируют на внешнюю среду.В этой статье мы рассмотрели несколько случаев адаптации цвета кожи у различных популяций современного человека и архаичных гоминидов. Эти случаи показывают сходство и различие механизмов адаптации цвета кожи в разных популяциях и дают некоторое представление об истории эволюции человека.

    Адаптация цвета кожи у современных евразийцев

    У европейцев SLC24A5 и SLC45A2 [16,17,18,19] представляют собой два золотых гена, связанных с эволюцией светлого цвета кожи. SLC24A5 кодирует белок NCKX5, который является членом семейства трансмембранных белков и регулирует концентрацию кальция в меланосоме [16]. Было подтверждено, что этот ген влияет на пигментацию у рыбок данио и мышей [16, 20]. В частности, было обнаружено, что производный аллель rs1426654 в SLC24A5 почти зафиксирован у европейцев, но почти отсутствует в популяциях без какого-либо европейского происхождения (рис. 2) [21]. Гаплотип размером 78 т.п.н. около SLC24A5 , который находится в неравновесном сцеплении с rs1426654, также накапливается у европейцев [22].Аналогичный паттерн можно наблюдать на rs168 в SLC45A2 [23], который, как сообщается, связан с пигментацией у нескольких видов, например, у мышей, рыб, птиц и лошадей [24,25,26]. Другие варианты этого гена, включая rs26722, rs2287949 и rs40132, также оказались связанными с окраской у европейцев [23, 27, 28]. Другим важным геном, связанным с пигментацией, идентифицированным у европейцев, является MC1R [29,30,31]. Этот ген экспрессируется в меланоцитах и ​​играет ключевую роль в контроле переключения с феомеланина на эумеланин [31].Пигментные фенотипы, связанные с MC1R , были изучены у широкого круга животных [32,33,34]. В MC1R было идентифицировано множество вариантов, таких как rs1805007, rs1805008 и rs3212357 [35, 36], несмотря на его небольшой размер (951 п.н.). Другие важные европейские локусы включают rs1393350 в TYR , rs2733831 в TYRP1, и rs1 8 в OCA2 [17, 28, 37,38,39]. Частоты производных аллелей в этих локусах высоки у европейцев, но низки у африканцев и выходцев из Восточной Азии, что может быть четким сигналом положительного отбора у европейцев, на что указывает статистический анализ [40].

    Рис. 2

    Эволюционная модель пигментации человека в трех континентальных популяциях. Корневое дерево показывает генетическую филогению человеческих популяций из Африки, Северной Европы и Восточной Азии, при этом цвета ветвей примерно указывают на общий уровень пигментации кожи этих популяций (адаптировано из McEvoy et al. (2006) [39]). Генетические локусы, прошедшие положительный отбор у общего предка современных евразийцев, представлены rs1881227 в KITLG , а локусы, развившиеся независимо у европейцев и выходцев из Восточной Азии, что указывает на возможную конвергентную эволюцию, представлены rs12

    2 в OCA2 и rs885479 в MC1R соответственно.Карты частот аллелей были составлены с использованием R (версия 3.2.1, https://www.r-project.org) на основе этих локусов в 53 глобальных популяциях, предоставленных Группой по разнообразию генома человека CEPH (HGDP, http ://www.hagsc.org/hgdp/index.html). Синий и красный цвета обозначают предковые и производные аллели соответственно

    Гены, участвующие в адаптации цвета кожи у жителей Восточной Азии, не так хорошо изучены по сравнению с длинным списком адаптивных генов, идентифицированных у европейцев.Известные примеры включают OCA2 и MC1R . Каждый содержит несколько несинонимичных мутаций, например. rs1800414 и rs74653330 в OCA2, и rs885479 в MC1R [40,41,42,43], которые демонстрируют высокие частоты производных аллелей у жителей Восточной Азии, но низкие частоты производных аллелей у европейцев и африканцев (рис. 2). Белок OCA2 считается зрелым белком меланосомной мембраны [44], с потенциальной ролью в транспорте белка в меланосомы [45]. Специфичный для Восточной Азии вариант rs1800414 впервые был обнаружен в исследовании секвенирования экзома, направленном на выявление вариантов, связанных с альбинизмом [46].Считалось, что производный аллель rs1800414 способствует осветлению кожи в ассоциативном исследовании ханьцев, в котором измеряли цвет кожи людей с использованием индекса меланина [47]. Другой несинонимичный вариант в OCA2 , rs74653330, также был подтвержден как связанный с пигментацией в ассоциативном исследовании японцев [48]. Дополнительные примеры восточноазиатских аллелей, связанных с пигментацией, включают rs10809814 в TYRP1 и rs1407995 в DCT [40, 49], оба из которых демонстрируют дифференциацию между азиатами и неазиатами [47] и сильные сигналы положительного отбора. у азиатов [43, 49].

    Несмотря на различные гены и варианты при соответствующих местных адаптациях у европейцев и выходцев из Восточной Азии, некоторые гены имеют производные аллели, достигающие высоких частот в обеих континентальных группах. Например, KITLG проявляет выборочную зачистку у неафриканцев [50,51,52]. Этот ген широко экспрессируется во многих тканях, включая кожу, и участвует в морфогенезе органов и пролиферации клеток. Kit-лиганд, кодируемый KITLG , известен как стальной фактор и играет решающую роль в нормальном развитии и поддержании линии меланоцитов во взрослой коже [53]; это было доказано на людях, рыбах и мышах [54,55,56].Влияние этого гена на пигментацию также было подтверждено в серии ассоциативных исследований [57, 58, 59, 60]. Одним из ключевых вариантов является rs642742, который расположен на 326 т.п.н. выше сайта начала транскрипции KITLG . При этом варианте частота предкового аллеля у африканцев превышает 90%, что сопоставимо с частотой производного аллеля у европейцев и выходцев из Восточной Азии (рис. 2). Аналогичные закономерности наблюдались и в других генах, например, ASIP и BNC2 [39].

    Две модели эволюционной архитектуры пигментации человека были предложены на основе приведенных выше результатов и других связанных исследований (рис. 2). Одной из них является модель конвергентной эволюции [17, 40, 43, 49], предполагающая, что депигментация в некоторой степени развилась независимо у европейцев и аборигенов Восточной Азии, поскольку различные гены и варианты были предложены для объяснения светлой кожи и положительного отбора у эти две континентальные группы. Недавнее исследование оценило время выборочного удаления специфических для Европы вариантов пигментации примерно 11 000–19 000 лет назад, после расхождения европейцев и азиатов [61].Альтернативная модель подходит для общих выборочных зачисток европейцев и выходцев из Восточной Азии, которые, возможно, могли иметь место у протоевразийцев. Начало зачистки оценивается примерно 30 000 лет назад, сразу после миграции «из Африки», но раньше, чем специфическая для Европы эволюция пигментации [61]. Сосуществование этих двух моделей предполагает сложную эволюционную историю цвета кожи у современных людей.

    Еще одним ключом к разгадке сложной генетической основы эволюции цвета кожи является аллельная гетерогенность, наблюдаемая в одном гене, таком как OCA2 и MC1R .В каждом из этих генов некоторые аллели специфичны для европейцев, тогда как другие специфичны для азиатов, хотя было доказано, что все они связаны с депигментацией. Кроме того, OCA2 свидетельствует о независимой эволюции, а также о конвергентной эволюции у европейцев и азиатов. Поскольку результаты были получены в исследованиях с использованием разных образцов, данных и методов, могли быть некоторые смешанные факторы, ведущие к этим различным наблюдениям. Однако, что более важно, цвет кожи — сложный признак, который нельзя просто объяснить одним геном или вариантом; скорее, это, вероятно, связано с огромной сетью генов и фенотипов.Например, ASIP , адаптивный ген пигментации в популяциях европейского происхождения [62, 63], кодирует сигнальный белок агути, который блокирует MC1R в синтезе эумеланина в ответ на УФ-индуцированное повреждение ДНК [40]. В производстве меланина TYR действует как катализатор ключевого начального этапа, а его стабильность поддерживается TYRP1 и DCT .

    Кроме того, сканирование для отбора по пигментации кожи указывает на два разных поведения отбора, действующих на мутации de novo и постоянные вариации, соответственно.Некоторые варианты, представленные rs1805007 и rs1805008 в MC1R (у европейцев) и rs1800414 в OCA2 (у азиатов), показывают производные аллели только в популяциях, подвергшихся положительному отбору в этих локусах, из чего мы можем предположить, что это новые мутации. которые появились после того, как современные люди поселились в Европе или Азии. Напротив, некоторые варианты, такие как rs3212357 в MC1R (при положительном отборе у европейцев), имеют низкие частоты у африканцев. Независимо от возможных событий мутаций и генетического дрейфа в африканских популяциях более вероятно, что производный аллель в этом локусе присутствовал в течение некоторого времени, прежде чем он стал предпочтительным.Подобные случаи были обнаружены в высотной адаптации тибетцев и адаптации иммунитета в некоторых современных человеческих популяциях и даже в эволюции фенотипов пигментации у нечеловеческих видов [56, 64].

    Адаптация цвета кожи в смешанных популяциях

    Смешанные популяции, гибридное потомство двух ранее изолированных популяций, могут дать важную информацию для понимания генетики географической изменчивости по двум причинам. Во-первых, локусы, лежащие в основе фенотипических различий в предковых популяциях, также перекрывают высокоинформативные маркеры предков, что делает смешанные популяции особенно полезными для отслеживания истории популяции.Во-вторых, смешанные популяции обычно имеют широкий диапазон вариаций в отношении некоторых конкретных фенотипов, что может увеличить возможности обнаружения генов, связанных со сложными признаками/заболеваниями, после контроля потенциальной стратификации популяции.

    Несмотря на эти преимущества, смешанные популяции редко рассматривались в исследованиях изменения пигментации человека. Текущие исследования, изучающие гены пигментации в смешанных популяциях, в основном касались лиц африканского и европейского происхождения, таких как афроамериканцы, европейские африканцы и латиноамериканцы, поскольку их предковые популяции существенно различаются по цвету кожи.Генетический состав предков различается среди этих трех популяций. Афроамериканцы получили наибольший генетический вклад (~80%) от африканского происхождения [65], латиноамериканские метисы имеют наименьшую долю африканского происхождения (~10%) [66, 67], в то время как у европейских африканцев генетические компоненты унаследованные от европейцев (~42%) и африканцев (~58%) сопоставимы [68]. Уникально для латиноамериканцев значительная часть предков коренных американцев (~ 45%) существует [66, 67]. Более того, на индивидуальном уровне доля каждого предка сильно различается в каждой смешанной популяции.Например, доля европейского происхождения колеблется от 2% до 98% среди афроамериканцев [65]. Большая вариативность цвета кожи у смешанных людей может быть результатом их очень разнообразного генетического состава, поскольку наблюдается существенная корреляция между долей предков и цветом кожи [68,69,70].

    Множественные хорошо известные гены-кандидаты пигментации у европейцев также были идентифицированы с помощью картирования примесей (рис. 3) или ассоциативных исследований в смешанных популяциях.Например, TYR , несущий несинонимичную замену rs1042602 (S192Y), был идентифицирован у афроамериканцев [69] и европейских африканцев из Кабо-Верде [68]. Сообщалось также, что варианты в ASIP, , такие как rs6058017, которые, как было обнаружено, встречаются с разной частотой в глобальном населении [63], связаны с темными волосами и карими глазами у американцев европейского происхождения [71], афроамериканцев [62]. и бразильцы [72]. Кроме того, KITLG продемонстрировал сильные сигналы селективного охвата у афроамериканцев [51] со значительным предпочтением гомозигот по аллелю, специфичному для афроамериканцев (предковый аллель) по rs642742, у лиц с высоким индексом меланина (темная кожа) [69].Аналогичные случаи включают rs1426654 в SLC24A5 у европейских африканцев [68] и латиноамериканцев [72] и rs35395 в SLC45A2 у европейских африканцев [68].

    Рис. 3

    Схема картирования примесей для обнаружения положительного отбора. Средние лица жителей Африки, Европы и Африки были загружены с http://www.mediadump.com/hosted-id167-average-faces-from-around-the-world.html#.WLkMU-kfU1A.

    Однако в некоторых исследованиях сообщались противоречивые результаты.Корреляция между индейским происхождением и пигментацией кожи, о которой сообщалось в латиноамериканском населении [73], не наблюдалась в группе пуэрториканских женщин [70]. Один из ключевых локусов однонуклеотидного полиморфизма (SNP) в OCA2 , rs1800404, показал значительное влияние на пигментацию кожи при анализе афроамериканцев и объединенной популяции афроамериканцев и афро-карибцев, но отсутствовал в независимом анализе афро-карибские образцы [69]. Возможно, что в разных популяциях существуют разные генетические механизмы вариации цвета кожи, но следует проявлять осторожность в отношении подробной информации в данных, такой как размер выборки и предковые популяции, выбранные для анализа смешанных популяций, что может привести к необъективным результатам. 67, 69].

    Идентификация генетических детерминант естественной вариации пигментации кожи также проводилась в других смешанных популяциях. Одним из успешных примеров является полногеномное ассоциативное исследование популяции выходцев из Южной Азии [74], в котором полиморфизмы в SLC24A5 , TYR и SLC45A2 показали значительную связь с содержанием меланина в коже. Аллели светлой кожи в Южной Азии, возможно, могли быть унаследованы от их европейских предков [75], которые первоначально прибыли в этот регион около 3500–4000 лет назад вместе с экспансией индоевропейского языка [76], за которой последовала недавняя колонизация в последние несколько лет. веков.Кроме того, Центральная и Юго-Восточная Азия являются домом для различных смешанных популяций, которые также имеют большой потенциал в изучении адаптации цвета кожи. Смешанный популяционный анализ может значительно обогатить наше понимание вариаций цвета кожи в современных человеческих популяциях.

    Адаптация цвета кожи у аборигенов

    Популяции аборигенов в различных регионах мира имеют большое значение для истории эволюции человека. Они считались первыми поселенцами в соответствующих областях.Несмотря на то, что они были в некоторой степени ассимилированы окружающими их земледельцами, некоторые аборигены сохранили свой традиционный образ жизни охотников-собирателей, а также свои первоначальные физические черты – темную кожу, низкий рост и вьющиеся волосы.

    Большое внимание привлекли популяции охотников-собирателей со смуглой кожей, невысоким ростом и вьющимися волосами (рис. 4а). Генетический механизм, лежащий в основе общих фенотипов среди этих географически удаленных популяций (в совокупности называемых негритосами или пигмеями) из Центральной Африки, Андаманских островов, Юго-Восточной Азии и Океании, до сих пор остается спорным; например, были ли они общим происхождением от донеолитического субстрата человечества или следствием конвергентной эволюции [77, 78].На сегодняшний день большинство генетических исследований по этому вопросу сосредоточено на росте [78,79,80,81]. Одно исследование предоставило ключи к конвергентной эволюции с точки зрения адаптации пигментации кожи путем анализа разнообразия MC1R у меланезийцев [82]. Это исследование показало, что предковые гаплотипы MC1R не очень консервативны между меланезийцами Северных островов и африканцами, хотя обе популяции живут в области с высоким уровнем УФ, что противоречит предыдущим выводам, основанным на очень ограниченных выборках [30, 83].Кроме того, несинонимичный полиморфизм, rs2228479, показывает обогащение производных аллелей именно у жителей Восточной Азии, но не имеет существенной связи с пигментацией кожи или волос у меланезийцев. На самом деле, меланезийская популяция демонстрирует поразительную вариацию пигментации кожи [84], и постоянно было определено, что некоторые варианты являются специфичными для региона, что может частично объяснить эту фенотипическую изменчивость. Ярким примером является несинонимичный вариант rs3871 в TYRP1 [85].Он ограничен Соломоновыми островами и частями архипелага Бисмарка и может способствовать появлению «светлых волос» в этом регионе [85, 86]. Эти результаты подчеркивают сложную генетическую архитектуру фенотипов пигментации, а также подчеркивают роль, которую история популяции (например, сложная история популяции юго-западной части Тихого океана [87,88,89]) может играть роль во влиянии на фенотипическое разнообразие. Исследования пигментации кожи других современных аборигенных популяций (помимо меланезийцев) немногочисленны, за исключением одного исследования популяции сеноев (коренное население) с Малайского полуострова, которая представляет собой смесь негрито (темнокожих) и южных монголоидов из Индо. -Китай (желто-коричневая кожа) и имеет широкий цветовой спектр кожи [90].Авторы этого исследования обнаружили, что, несмотря на низкую частоту производного аллеля, мутация A111T (rs1426654) в SLC24A5 в значительной степени связана со светлой кожей у сеноев, которая, как предполагалось, является результатом примеси монголоидов и южноазиатов.

    Рис. 4

    Цвет кожи аборигенов экваториальной зоны и Арктики. ( a ) Сравнение цвета кожи между батеками (подгруппа негритосов) и малайцами с полуострова Малайзия. ( b ) Сравнение цвета кожи между инуитами и шведами из тех же широт.Портреты малайцев и шведов предоставлены проектом Джошуа (http://joshuaproject.net), портрет Батека взят с http://www.businessinsider.my/, а портрет инуитов взят с http://www. arcticphoto.co.uk/

    Еще один интересный вопрос, касающийся адаптации цвета кожи человека, исходит от арктических народов. Инуиты, живущие в далекой Северо-Восточной Азии и американской Субарктике, имеют желтовато-коричневую кожу, несмотря на крайние северные широты, на которых они живут, в отличие от других народов, живущих на тех же широтах, таких как шведы и финны (рис.4б). Это делает население инуитов исключением из коррелированного с широтой распределения цвета кожи. Одна из возможных причин заключается в том, что темная кожа может защитить инуитов от сильного воздействия ультрафиолета из-за длинного светового дня зимой и высокого уровня отражения ультрафиолета от снега. Хотя темная кожа является недостатком для производства витамина D, многие витамины, включая витамин D, могут быть компенсированы их рационом [91, 92]. Другой причиной может быть эффект основателя древних восточноазиатских предков инуитов, которые населяли арктический регион почти 5000 лет назад и имели более высокое производство меланина, чем европейские предки.Однако было проведено очень мало генетических исследований для определения генетической основы темной кожи у арктических популяций.

    Адаптация цвета кожи у древних гоминидов

    Темная кожа у современных людей появилась около 1,2 миллиона лет назад в результате потери волос на теле после расхождения с обезьянами, предположительно для защиты от УФ-индуцированных повреждений [13, 93, 94,95,96]. Тогда когда у современных евразийцев началась депигментация? Обобщенные выше исследования адаптации цвета кожи основаны на современных популяционных генетических данных, которые могут страдать ограниченным временным разрешением, вызванным демографической историей популяции, и нечувствительностью к отбору, действующему на вариации положения [97].Появление древних анализов ДНК сделало возможным прямое наблюдение за процессами эволюции и, таким образом, облегчило бы наше понимание этого ключевого вопроса.

    Исследование геномов анатолийских неолитических земледельцев в Западной Евразии (6500–300 г. [98]. Несколько популярных генов, идентифицированных у современных евразийцев, например, SLC45A2 , GRM5 и HERC2 / OCA2 , показали сильный сигнал отбора в этих древних образцах.Этот вывод подтверждается другим исследованием, основанным на образцах энеолита (6500–5000 лет назад) и бронзового века (5000–4000 лет назад), представляющих раннеевропейских земледельцев или поздних охотников-собирателей в Центральной Европе [99]. Одной из возможных причин депигментации кожи в доисторической Евразии является земледелие, которое привело к переходу от богатой витамином D диеты охотников-собирателей к бедной витамином D диете земледельцев, а также к повышенной опасности дефицита фолиевой кислоты в более высоких широтах [14]. , 100].Более того, давление отбора продолжает действовать в течение долгого времени после того, как оно инициировало адаптацию цвета кожи, так как некоторые предковые аллели пигментации были идентифицированы у европейца эпохи мезолита (7000 лет назад), а некоторые адаптивные аллели в процессе отбора у древних евразийцев все еще развиваются. у современного человека [98, 99, 101].

    Недавние исследования архаичных гоминидов (например, неандертальцев, вымершей группы гоминидов, живших в Евразии ~400 000–28 000 лет назад [102]) еще больше улучшили наше понимание эволюции цвета кожи у современных людей.Неандертальцы встретились с современными людьми на Ближнем Востоке ~ 60 000–50 000 лет назад и внесли около 1–4% геномов современного человека [103,104,105]. Некоторые связанные с пигментацией гены идентифицированы в интрогрессированных гаплотипах от неандертальцев у современных евразийцев, таких как POU2F3 , BNC2 и MC1R [106, 107]. В частности, сообщалось, что интрогрессивные аллели приводят к светлому цвету кожи, что предполагает стратегию «адаптивной интрогрессии» адаптации цвета кожи человека.Другие интрогрессивные гены, связанные с фенотипами кожи, включают генов HYAL , которые связаны с клеточными реакциями на УФ-излучение и подвергаются сильной положительной селекции у жителей Восточной Азии [108], а также те, которые участвуют в формировании кератиновых филаментов [109]. Хотя эти гены не являются прямыми детерминантами пигментации кожи, они, как и гены, связанные с пигментацией, возможно, помогли современным людям адаптироваться к неафриканской среде.

    Делая выводы об адаптивной интрогрессии, мы на самом деле утверждаем, что неандертальцы могли быть светлокожими.Этот вывод основан только на некоторых генах или аллелях, связанных с пигментацией, идентифицированных в существующих современных человеческих популяциях, поскольку видимые фенотипы неандертальцев и других вымерших видов недоступны. Однако при использовании некоторых других априорных генов в качестве потенциальных подсказок могут быть получены другие результаты. Например, производное состояние MC1R , отвечающее за бледность кожи, присутствует у неандертальцев из Италии и Испании, но отсутствует у хорватских неандертальцев и денисовцев [110], что указывает на вариации цвета кожи у архаичных гоминидов.Кроме того, светлая кожа у неандертальцев и современных евразийцев также могла быть результатом конвергентной эволюции, а не адаптивной интрогрессии [111].

    Гипотеза адаптивной интрогрессии, по-видимому, возникла еще до того, как современный человек стал бледным — задолго до эпохи позднего мезолита, когда неандертальцы вымерли около 28 000 лет назад. Однако нам следует пересмотреть вопрос о том, действительно ли гены, влияющие на цвет кожи у архаичных гоминидов, определяют цвет кожи у современных людей. Даже если это так, также возможно, что современный человек сохранил эти интрогрессивные варианты до тех пор, пока они не проявили некоторые фенотипические эффекты под некоторым специфическим сильным селективным давлением.Таким образом, для решения этой проблемы в будущем необходимо больше ресурсов данных и анализов.

    Коэффициент отбора и величина эффекта

    Как одно из наиболее очевидных изменений в окружающей среде после того, как современный человек мигрировал из Африки в более высокие широты, УФ-излучение оказало значительное селективное давление на пигментацию кожи человека, что может быть отражено коэффициентами отбора гены, связанные с пигментацией. Оценка коэффициентов отбора во многом зависит от рассматриваемых генов и методологий.Белеза и др. оценили коэффициент отбора по нескольким локусам, представляющим SLC24A5 , SLC45A2 , TYRP1, и KITLG [61]. Например, оценки составляют 0,05/0,04 для SLC45A2 и 0,16/0,08 для SLC24A5 при доминантной/аддитивной модели наследования у европейцев. Между тем, Лопес и др. сообщили, что коэффициент отбора варианта в SLC45A2 составляет 0,01–0,02 в популяциях Южной Европы [112].Эти оценки сравнимы с коэффициентами отбора, полученными непосредственно из данных серийной выборки в HERC2 , SLC45A2 и TYR , в диапазоне 0,02–0,1 [99]. Коэффициенты отбора, оцененные для генов пигментации, лучше всего понять в контексте оценок для других недавно отобранных локусов. Предполагается, что преимущества отбора составляют 0,01–0,08 для LCT , гена, тесно связанного с персистенцией лактазы в популяциях европейского происхождения [113, 114], 0.019–0,048 для G6PD , гена, обеспечивающего устойчивость к малярии в африканских популяциях [115], 0,03–0,19 для EDAR , связанного с увеличением толщины волос на голове и изменением морфологии зубов у китайцев хань [116], и 0,0004–0,0023 для участков генов EGLN1 и EPAS1 , способствующих высотной адаптации у тибетцев [117]. Коэффициенты отбора для генов пигментации являются одними из наиболее сильно отобранных генов в геноме человека, что указывает на сильное селективное давление, вызванное УФ-излучением или некоторыми другими изменениями окружающей среды в неафриканских регионах.

    Хотя было идентифицировано большое количество генов, вносящих вклад в изменение цвета кожи, насколько они могут объяснить изменение цвета кожи у современных людей? Есть ли ген или вариант, который оказывает доминирующее влияние на цвет кожи? Некоторые гены, возможно, могут играть важную роль в определении цвета кожи в определенных популяциях. Например, вариант светлой кожи по rs1426654 в SLC24A5 может объяснить 22-32% дисперсии индекса меланина в Южной Азии [75] и 25-38% в афро-американских и афро-карибских популяциях [118].Кроме того, производный аллель rs642742 в KITLG может объяснять осветление кожи человека на 6–7 единиц меланина, что составляет почти 1/5 от общей разницы в отражательной способности кожи между западноафриканцами и европейцами (30 единиц меланина) [56]. Однако существует относительно больше генов и вариантов с меньшими эффектами. Один из ключевых вариантов в OCA2 , rs1800414, может объяснить около 4% вариаций пигментации в популяциях Восточной Азии [47]. У жителей Южной Азии rs168 в SLC45A2 и rs1042602 в TYR составляют 3.Изменение цвета кожи на 6% и 2,5% соответственно, что намного меньше размера эффекта rs1426654 в SLC24A5 [74]. Тип наследования пигментации кожи соответствует аддитивной модели или, по крайней мере, неполной аддитивной модели [16, 17, 47, 56, 75].

    Уникальные свойства кожи человека

    Кресла для мероприятий:

    Резюме
    Кожа является основным связующим звеном между человеческим телом и окружающей средой. Он поддерживает разнообразные и сложные функции от защиты до фотосинтеза витаминов, терморегуляции и коммуникации.Хотя структура и функция кожи человека хорошо охарактеризованы, эволюция кожи человека остается недостаточно изученной. Были достигнуты большие успехи в изучении эволюции пигментации кожи, но эволюция функциональной наготы, невероятная способность человека потеть и происхождение человеческой груди (крупнейшей видоизмененной потовой железы тела) все еще в значительной степени остаются предметом предположений. . Микробиом кожи становится одним из наиболее важных факторов в поддержании барьерных функций, но многое еще предстоит узнать о его разнообразии и роли в здоровье и заболевании.Как закрыть многочисленные пробелы в наших знаниях об эволюции кожи человека? Этот симпозиум соберет вместе ученых, представляющих эволюционную биологию, генетику, дерматологию, антропологию и физиологию, чтобы поделиться своими знаниями и вопросами о коже человека в явно эволюционной структуре.

    Сеансы событий

    СМИ Сессия Колонки
    Добро пожаловать Аджит Варки, Медицинская школа Калифорнийского университета в Сан-Диего,
    Вступительное слово Нина Яблонски, Университет штата Пенсильвания
    Кожа, окно в эволюцию человеческого сверхорганизма Ричард Галло, Калифорнийский университет, Сан-Диего
    Генетика пигментации кожи Марк Шрайвер, Государственный университет Пенсильвании,
    Кожа и ультрафиолетовое излучение: влияние на ДНК и канцерогенез Джеймс Кливер, Калифорнийский университет, Сан-Франциско,
    Кожа человека: потоотделение, терморегуляция и водный баланс Майкл Савка, Технологический институт Джорджии,
    Экология и эволюция микробиома кожи Роб Найт, Калифорнийский университет, Сан-Диего
    О вшах и людях: молекулярная эволюция человеческих вшей Марк Стоункинг, Институт эволюционной антропологии Макса Планка
    Подкожный жир у людей Крис Кузава, Северо-Западный университет
    Эволюция волосяных фолликулов, молочных желез и потовых желез у человека и других млекопитающих Сара Миллар, Пенсильванский университет, Медицинская школа Перельмана,
    Обнаженная цветная кожа и ее роль в социальных взаимодействиях человека Нина Яблонски, Университет штата Пенсильвания
    Подведение итогов, вопросы и ответы и заключительные замечания Все динамики

    Возможности поддержки

    • Подарки: Мы приглашаем вас присоединиться к нам в стремлении CARTA исследовать и объяснить человеческий феномен.CARTA объединяет всех нас — ученых и философов, студентов и преподавателей, людей с вопросами и тех, у кого есть ответы. Глобальное сообщество CARTA растет с каждой пройденной лекцией и передается через БЕСПЛАТНЫЙ доступ к трансляциям UCSD-TV и архивным видео на нескольких веб-сайтах. Пожалуйста, напишите по адресу [email protected], чтобы узнать о возможностях поддержки, которые были изменены в связи с виртуальным форматом. Ваш подарок Фонду симпозиума CARTA позволяет всем желающим бесплатно посетить эти ценные ресурсы и получить к ним доступ онлайн.
    • Insights: Мы понимаем, что в настоящее время вы не можете внести денежный вклад, и приглашаем вас поделиться с нами своим мнением! Ваши отзывы бесценны с точки зрения улучшения наших предложений как с точки зрения воздействия, так и с точки зрения охвата. Пожалуйста, найдите несколько минут, чтобы оставить комментарии в опросе общественного мнения CARTA.

    Внутри лаборатории, в которой выращивают кожу человека для тестирования вашей косметики

    Понедельник — день отгрузки в MatTek. Грузовик подъезжает к своей лаборатории из красного кирпича за пределами Бостона, чтобы загрузить коробку за коробкой, все поддерживается при температуре 39 градусов.Драгоценный скоропортящийся груз — это человеческая кожа — тысячи кусочков размером с десятицентовую монету в пластиковых тарелках, что в сумме равняется примерно двум взрослым людям. Каждую неделю.

    Однако его не собирают у людей. MatTek выращивает собственную человеческую кожу, а затем продает ее компаниям, которые в ней нуждаются — компаниям, которые производят стиральный порошок, косметику, средства для чистки унитазов, антивозрастные кремы, лосьоны для загара.

    Без кожи, выращенной в лаборатории, эти компании тестировали бы продукты на животных, обычно на кроликах, выбритых, чтобы обнажить участки обнаженной кожи.Эта практика прямо сейчас является незаконной для косметики в Европе и становится все более сомнительной с этической точки зрения во всех остальных странах. Поскольку испытания на животных идут на убыль, MatTek вместе со своим главным конкурентом Episkin, дочерней компанией L’Oreal, стали источниками синтетической кожи человека.

    Тестирование выращенных в лаборатории медальонов — это не просто этический выбор: это практично. «Они намного лучше имитируют человеческую кожу, чем животные», — говорит Кэрол Трежер, чья компания XCellR8 тестирует продукты для таких брендов, как Lush Cosmetics, и использует продукты MatTek для некоторых работ.Но, по правде говоря, вы бы не признали кожу MatTek человеческой или даже кожей. Невооруженным глазом кожа — толщиной менее одной пятой миллиметра — выглядит как тонкие круги прозрачного желе.

    Митч Клаузнер.

    Тони Луонг для WIRED

    Как и другие модели тканей MatTek: кусочки ткани глаза, легких, кишечника, влагалища и рта, выращенные для тестирования. Процесс компании уменьшает части тела до их самых необходимых клеток — превращая хирургические отходы от биопсии, подтяжки живота и обрезания в надежные и стандартизированные линии продуктов, которые превращаются в эти полупрозрачные диски.«Вы не сможете заметить разницу, просто взглянув на них», — говорит президент Митч Клаузнер.

    Эта однородность является самой большой проблемой и преимуществом MatTek. Кожа человека очень разнообразна. Возьмите любых двух людей одного возраста, пола и расы, и один из них может быть более жирным, чувствительным или более сухим, чем другой. Модель кожной ткани MatTek должна из года в год одинаково реагировать на одни и те же химические вещества, даже если исходные клетки были получены от двух разных людей и двух разных частей тела.Он управляет хорошо настроенной фабрикой по производству кожи.

    Подтяжка живота и обрезание

    Для начала компании MatTek нужен небольшой, но постоянный запас настоящей человеческой кожи, которую они могли бы использовать в качестве посевного материала для выращивания больших количеств в лаборатории. Большинство человеческих клеток могут воспроизводиться только определенное количество раз, прежде чем умрут. Таким образом, мы все стареем и умираем.

    Компания наладила партнерские отношения с местными больницами, чтобы получить хирургические отходы от косметических операций и обрезания, когда пациенты или их родители согласились пожертвовать лишнюю кожу для исследований.Поскольку компания MatTek расширила производство других тканей, она также работала с National Disease Research Interchange, организацией, финансируемой Национальными институтами здравоохранения, для распространения тканей умерших доноров для исследований.

    Клаузнер не стал вдаваться в подробности приобретения, сославшись на анонимность дарителей. Действительно, MatTek очень мало знает о пациентах, от которых получает пожертвования. И самим пациентам может быть трудно отследить свои собственные донорские ткани. Когда я спросил, пытался ли кто-нибудь когда-нибудь выяснить, что произошло с кожей после операции, Клаузнер отверг саму идею.

    Тони Луонг для WIRED

    Пациенты могут даже не знать, где искать, учитывая, что формы согласия — часть стандартных документов для госпитализации — обычно не указывают, как будут использоваться ткани. Он может быть передан врачу пациента, исследователю из другого университета или компании. «Публика не понимает, как проводятся исследования в США, — говорит Мишель Льюис, биоэтик из Института биоэтики Бермана Джона Хопкинса.

    Процесс крайне непрозрачен.Но если у вас было обрезание, подтяжка живота или операция на груди, особенно в больнице в районе Бостона, ваши клетки могли попасть в MatTek, быть увеличены, чтобы покрыть кожу на два футбольных поля, и разосланы по всему миру. в лаборатории, которые тестируют химикаты, кремы и лекарства для кожи.

    Как вырастить кожу

    Однако MatTek отслеживает некоторые определяющие факторы. Он сортирует ткани кожи по возрасту, полу и расе в зависимости от предполагаемого теста. Некоторые труднее найти, чем другие.Компания производит кожу, содержащую пигментные клетки, для тестирования таких продуктов, как лосьон для загара или осветляющие кремы, а азиатский рынок велик, особенно кремов для осветления кожи. «Азиатскую кожу получить немного сложнее», — говорит Клауснер: азиатские родители реже делают обрезание своим маленьким сыновьям.

    Чтобы продукт соответствовал требованиям массового рынка, технические специалисты MatTek сначала используют ферменты для расщепления исходного кусочка донорской кожи на отдельные клетки. Эпидермис на самом деле содержит множество различных типов клеток, но основными из них являются кератиноциты.Итак, техники берут кератиноциты и выращивают их в один слой в чашках Петри. Затем они выделяют отдельные кератиноциты и используют их для посева пористых вставок в пластиковые лунки.

    Эволюция цвета кожи человека. Пенн Стейт

    Как объясняет Яблонски, солнечные ультрафиолетовые лучи, помимо повреждения клеток и других форм вреда, играют жизненно важную роль для здоровья человека: они запускают выработку витамина D в коже. Витамин D, как многие из нас узнали в начальной школе, имеет решающее значение для крепких костей и здоровых зубов.Более поздние исследования показывают его ценность для иммунной функции и для борьбы с некоторыми видами рака и даже сердечными заболеваниями.

    В тропическом климате достаточное количество УФ-излучения проникает даже в темную кожу, чтобы обеспечить адекватную дозу витамина D. Однако, когда наши предки начали мигрировать, удаляясь от экваториального солнца, недостаточное количество УФ-излучения не могло проникнуть через защитный меланин. В более высоких широтах, особенно зимой, уровень витамина D падал до такой степени, что здоровье было поставлено под угрозу. Темная кожа стала недостатком.Яблонски говорит, что ответом эволюции стала потеря пигментации. Люди с меньшим количеством меланина в коже имели больше шансов выжить там, где солнечного света было не так много.

    В конце 1990-х Яблонски и Чаплин нашли поддержку этой идеи в наборе спутниковых данных НАСА, которые обеспечили точную запись УФ-излучения на уровне поверхности в каждой точке земного шара. Когда они сравнили эти данные с географическими записями вариаций цвета кожи, они обнаружили огромную степень корреляции.Цвет кожи был самым темным там, где поверхностное ультрафиолетовое излучение было самым сильным, и отчетливо проявлялось наложение, и самым светлым там, где поверхностное ультрафиолетовое излучение было слабым.

    После десяти лет раскопок они пришли к тому, что составляет первую всестороннюю теорию цвета кожи человека. То, что Яблонски называет «этой красивой радугой цвета сепии», возникло в ответ на миграцию людей, местные режимы ультрафиолетового излучения и потребность организма в витамине D.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.