Линия

Jul 08, 2023

Том 13 научных докладов, номер статьи: 13881 (2023) Цитировать эту статью

82 доступа

Подробности о метриках

Количественные биомаркеры старения кожи лица были изучены у ста здоровых женщин-добровольцев европеоидной расы в возрасте 20–70 лет с использованием 3D-визуализации линейного поля конфокальной оптической когерентной томографии (LC-OCT) in vivo в сочетании с алгоритмами количественного анализа на основе искусственного интеллекта (ИИ). . Показатели слоев, т.е. толщина рогового слоя (SC), жизнеспособная толщина эпидермиса и волнистость дермо-эпидермального соединения (DEJ), а также клеточные показатели были измерены для висков, скул и нижней челюсти. Для всех трех исследованных участков лица наблюдались минимальные возрастные изменения толщины СК и жизнеспособных слоев эпидермиса. Более плоский и однородный эпидермис (уменьшение стандартного отклонения количества слоев означает), менее плотная клеточная сеть с меньшим количеством клеток на слой (снижение поверхностной плотности клеток), а также более крупные и гетерогенные ядра внутри каждого слоя (увеличение объем ядер и их стандартное отклонение) были обнаружены со значительными вариациями с возрастом. Более высокие оценки атипии дополнительно отражают гетерогенность ядер жизнеспособного эпидермиса. 3D-визуализация тонких структур кожи с микрометрическим разрешением и полем зрения 1200 × 500 мкм, достигнутая с помощью LC-OCT-изображений, позволила вычислить соответствующие количественные биомаркеры для лучшего понимания биологии кожи и процесса старения in vivo.

Видимые признаки старения, такие как провисание кожи, морщины, солнечные пятна и неровный цвет кожи, определяют возраст человека, воспринимаемый другими, а также образ его собственного тела1. Хотя атласы можно использовать для оценки тяжести макроскопических клинических признаков2, старение кожи является результатом накопления повреждений на клеточном и молекулярном уровнях с течением времени, усугубляемых внутренними (генетика, клеточный метаболизм, гормональные и метаболические процессы) и внешними (хронические воздействие света, загрязнение окружающей среды, химические вещества, …) факторы, которые затрудняют взаимосвязь между физиологическими механизмами и видимыми эффектами.

В то время как торсионные или аспирационные устройства используются для исследования in vivo возрастных изменений механических свойств3, неинвазивный мониторинг и количественная оценка изменений, происходящих под поверхностью кожи, в основных микроструктурах эпидермиса и дермы, является сложной задачей. Высокочастотная ультразвуковая визуализация (HFUS) с частотой 22–75 МГц ограничивается исследованием дермы и свойств субэпидермальной низкоэхогенной полосы (SLEB)4. Оптическая когерентная томография (ОКТ) – широко распространенный метод в офтальмологии5, кардиологии6, гастроэнтерологии7 или дерматологии (диагностика поражений кожи)8 – не позволяет охарактеризовать тонкие кожные структуры жизнеспособного эпидермиса (VE) и рогового слоя (SC) из-за ограниченное осевое разрешение (~ 10 мкм)9.

Методы оптической микроскопии, такие как конфокальная лазерная сканирующая микроскопия (CLSM)10,11 или многофотонная лазерная сканирующая микроскопия (MPLSM)12, позволяют достичь более высокого латерального и аксиального разрешения при наблюдении особенностей поверхностных слоев кожи на микрометрическом уровне. Тем не менее, лазерные источники и фокусирующая оптика, обычно используемые в этих методах, накладывают ограничения на глубину проникновения, обычно около 250 мкм13. Недавние усовершенствования инструментального анализа и анализа данных способствовали количественной оценке, то есть корреляции, структурных изменений со старением посредством автоматизации протоколов визуализации in vivo14,15, но доступ к живой 3D-визуализации кожи еще предстоит решить. Конфокальная оптическая когерентная томография с линейным полем (LC-OCT) — это новый метод визуализации16, который расширяет принципы ОКТ во временной области (TD-OCT)17. С помощью LC-OCT можно достичь поля зрения 1200 × 500 × 500 мкм во время 3D-визуализации in vivo с латеральным разрешением примерно 1 мкм и временем сбора данных в течение нескольких секунд16. Первоначально разработанный для получения изображений вертикального сечения (B-скан) со сверхвысоким разрешением18, получение изображений как вертикального (B-скан), так и анфасового (горизонтального) сечения (C-сканы) позволило получить изотропные 3D LC-OCT изображения высокого разрешения19 адаптирован для изучения гистологических и клеточных структур кожи на микрометрическом уровне20,21. В сочетании с алгоритмами сегментации на основе искусственного интеллекта (ИИ) этот метод является многообещающим методом исследования кожных заболеваний, таких как пустулезная кожа22 или актинический кератоз23, а также для получения трехмерных количественных параметров здоровой кожи для изучения внутрикожных эффектов старения24,25.