Денвер Папиллы Протокол объективного анализа грибовидных сосочков
Summary
Здесь мы приводим протокол для измерения плотности грибовидные сосочка из цифровых фотографий. Этот метод основывается приоритетов и объективные показатели, характерные в исходное описательной работы на грибовидных сосочков Миллера и Риди (1990).
Abstract
Цель Денвере сосочков протокола является использование дихотомического ключа, чтобы определить приоритеты и характеристики грибовидных сосочков (FP) для обеспечения последовательного счет между бомбардиров. Этот протокол основывается офф необходимости, возникшей из последних двух десятилетий вкус исследований с использованием FP в качестве прокси для плотности вкус пор. Плотность FP исторически были проанализированы с помощью Миллера & Риди в 1990 характеризации их морфологии: круглый, окрашенных светлее, большой, и повышение. В этой работе, авторы предупреждали, что строгие определения FP морфологии, необходимой для быть изложены. Несмотря на это призыв к действию, следить за литературой было недостаточно, и в большинстве исследований, продолжающих привести Миллера & Риди в оригинальное произведение. Следовательно, отчеты плотности FP были весьма изменчивы и, в сочетании с малыми размерами образца, может внести свой вклад в несоответствующих выводы о роли FP в вкусовой чувствительности. Генетика вкуса Лаборатории исследовали эту очевидную Inconсогласованность при подсчете и обнаружили, что бомбардиров индивидуально приоритетов важность этих характеристик по-разному и не было никаких указаний на когда сосочек были некоторые, но не все, из сообщенных качеств FP. Результатом этого субъективности сильно варьирует FP отсчетов на одном языке изображения. Денвер Папиллы протокол был разработан для решения этой следствие путем использования дихотомического ключа, который дополнительно определяет и приоритет отдается важность характеристик, выдвинутых Миллером и Риди. Предложенный метод может помочь создать стандартный способ количественного FP для исследователей в области вкуса и питательных исследований.
Introduction
Сосочки видимые неровности на поверхности языка в. Есть четыре типа сосочков: грибовидные (ФП), лиственный, circumvallate и нитевидные. В то время как нитевидные сосочки расположены на поверхности языка, circumvallate локализованы только на задней части языка, а лиственный находятся на сторонах. В противоположность этому, FP расположены в направлении передней части языка. FP, лиственный и circumvallate сосочки считаются вкусовые, потому что они имеют потенциал, чтобы содержать вкусовые рецепторы, а нитевидные нет. Вкусовые рецепторы представляют собой кластеры клеток, ответственных за обнаружения химических Tastants и трансдукции стимулы в вкусового сигнала в мозге. Слюна и продовольствие молекулы вступают в вкусовых рецепторов через отверстия называемых вкусовые поры, где вкус молекулы, то есть потенциал активации вкусовые клетки.
Интересно, что есть большие индивидуальные различия в плотности вкус почки, впервые наблюдались в гистологического исследования языковот 18 трупов (Miller, 1988) 1. Вкусовые рецепторы сами не видны на поверхности языка, однако, вкус поры видны при использовании надлежащих методов увеличения, освещения и окраски, которые привели Миллер & Риди (1990) разработать метод определения вкусовые поры и грибовидные сосочки, используя видеомикроскопии в жизни люди 2. Количество лабораторий изменили свой первоначальный метод видеомикроскопии, используя фотосъемки и немного или нет увеличение. Однако, поскольку грибовидные сосочки гораздо легче, чем визуализировать поры, использующие эти последние методы, лаборатории обратился к подсчета грибовидные сосочки в месте вкусовых пор. При этом предполагается, что плотность грибовидные сосочка является разумным прокси мерой плотности вкус пор, хотя многие грибовидные сосочки не содержат вкусовые поры или вкусовые рецепторы 3; не только ФП более заметным и доступным, чем circumvallate и лиственный сосочков, но их захвата изображения меньше Tiмне много чем анализ вкус пор через альтернативный метод видеомикроскопии 2,4. В 1990 году Миллер и Риди использовал эту технику, чтобы найти, что вкус плотности пор коррелируют с ПС плотности 3, который дополнительно подтверждены в Бартошук др. 5 В дополнение к этому анатомической отношений, Миллер и Риди также обнаружили, что 8 лиц в верхней половина вкуса распределения плотности пор также оценил сахарозу, NaCl, и пропилтиоурацил (проп), как значительно более интенсивным, чем это делали другие 8 лиц 3. Последующая работа Бартошук др. (1994) наблюдали корреляцию между интенсивностью сверхпороговой ПРОПОРЦ.УСИЛЕНИЕ вкус и плотности грибовидные сосочка, а также плотность вкус пор, в 42 субъектах 5. Это удобный способ привело к влиятельных исследований, сообщающих, что субъекты, чьи языки имеют много сосочки вызывают сильную реакцию на многих, в том числе Tastants горькой Tastants фенилтиокарбамид (РТС) и PROP 6,7.
PTC и PROP хорошо изученные Tastants часто используемые из-за четкой связи между фенотипом вкусовой чувствительности человека и их генотипа. Популяционные исследования показали, что люди, которые имеют гомозиготной рецессивной diplotype гена, TAS2R38, имеют значительно более низкую чувствительность, чтобы поддержать, чем носителей доминирующего или гетерозиготной варианта гена 8-10. Это наследственная явление было впервые сообщено в 1932 году, когда Артур Л. Фокс объявила о своем открытии "вкус слепотой", чтобы PTC 11. Среди людей, способных по вкусу эти горькие соединения, интенсивность вкуса сообщили могут варьироваться от слегка неприятно мучительно горькой 6. Для учета дисперсии, которые не могут быть объяснены TAS2R38, теория была выдвинута, что это может быть связано с плотностью FP на языке 4.
Как вкус исследование прогрессировала, Field была разделена на две школы мысли вокруг этой теории о роли FP и горького вкусовой чувствительности. Хотя многие исследования подтвердили первоначальную претензию, что плотность ФП является фактором PROP значениям чувствительности 4,6,12,13, было мало, но важно, что непредвиденные нашла доказательств, чтобы опровергнуть это, сообщая неспособность воспроизвести роль 10, 14,15,16. Delwiche др. (2001) предупредил, что тенденция сильно варьирует; Плотность FP не равномерно учета различий в чувствительности горечи через субъектов, и только доказуемо для субъектов с по крайней мере умеренной чувствительностью к Опора 7. В дополнение к использованию менее строго определены методом Miller & Reedy о том, как количественно FP, важно отметить, что с исключением Beaver Dam Study Потомство 15, проведенного Фишера и др., Большинство из вышеупомянутых исследований была небольшой образец размеры, которые также могут внести вклад в противоречивые результаты поРоль FP по вкусу.
Вкратце, в Миллера & Риди семенных методологии бумаги (1990), авторы окрашивали языки синие количественно FP, потому что ФП остается розовый, а нитевидных сосочков поглощают краску и синим. Они классифицированы как "FP закругленными розовых структур около 0,5 мм в диаметре" 2. Хотя авторы сообщили, что, прежде чем использовать этот метод для дальнейшей аналитической работы, FP характеристики должны быть более строго определены и пришли к выводу, что изменение уже отмечалось в литературе "может быть связано с различных предметных групп населения, различных методов и различными исследователями" 2, их Исследование привело к общепринятым характеристикам, что ФП являются круглые 17,18, большой 2, розового или окрашенные светлее 2, и повышенный 4. Взятые по номинальной стоимости, эти характеристики появляются очень прямо вперед. В генетике вкуса Lab (ПРТ Lab или Lab), использование встретилсяХод был осложнен отдельными попытками бомбардиров "в квалификации и приоритетов важность вышеуказанных характеристик, когда некоторые, но не все, характеристики присутствовали. Эти осложнения включали небольшое сосочки, которые появились розовые в разгар гораздо большей сосочков; Весь язык поглощает синий краситель, таким образом, устраняя классификацию, основанную на изменение цвета; продолговатые сосочки вместо круглый; и народов и языков, не имеющие различия в высоте, все из которых способствовали бомбардиров отчетности широко разнообразные FP пунктам тот же образ.
Эти изменения в анализе привело нас к обзор литературы для того, чтобы точно определить субъективность, выявления каких-либо исключений для общепринятых характеристик ПС и, в конечном счете разработать протокол, чтобы точно и объективно определить и набрать FP.
Во-первых, форма ФП описан в литературе как округлой, грибной, как структура, 17,18. Тем не менее, отметить, кромеИоны также упоминается. Миллер подчеркнул, что термин "грибовидные" является неправильным и что многие ФП не грибовидные, но может варьироваться в широких пределах в размере и морфологии 18. Мелис др. (2013) также описал несколько сосочков, которые считались "искаженный", где диаметр FP в одном направлении, по крайней мере на два стандартных отклонения больше, чем в другом направлении 19. Кроме того, Чен и Робинсон обнаружил, что при указании FP окрашиванием, они варьировались от плоской вершиной, чтобы удлиненные по внешнему виду 20. Отмечая выше исключения, характеристика из FP быть круглые и появляется грибовидные слишком узким определением.
Во-вторых, цвет FP описывается как "розовых кругов на фоне синего" 7 после окрашивания язык с синим красителем. Хотя окрашивания легче было самым последовательным критерием FP всей литературе еще не было однородным классификатор. Чэн & ; Робинсон отметил, что ФП не всегда легко окрашенных, делая выявление сложной и неопределенной 20. Похоже, то, что языки поглощают краску по-разному и в то время как контраст проявляется на многих языках, некоторые становятся полностью синий без различия, а другие сразу же терять след синего красителя 21.
Третья характеристика, размер FP, было достаточно последовательно среди бумаг, в пределах от 0,5 мм до 0,97 мм 6,18. В литературе Миллер отметил, что есть два диапазоны размера сосочков на дорсальной передней части языка. Сосочки с большими диаметрами были, прежде всего, грибовидные сосочки и конические, а сосочки с меньшим диаметром в основном нитевидный 18. Тем не менее, за исключением Бивер Дэм Offspring Study 21, размер не появляются, чтобы определить, если структура FP в литературе, но было предусмотрено сосочков, уже классифицированных как "грибовидные".
_content "> Наконец, высота указана в качестве четвертого FP характерным 4, хотя Миллер отметил, что различие между нитевидные сосочки и грибовидных трудно при использовании этого критерия рядом с краем языка. Он дал два примера FP, что значительно изменялись по высоте, из которых 0,8 мм в высоту, а другой был меньше, чем 0,1 мм в высоту, но еще два вкусовые поры, которые были отчетливо наблюдается 18. Это наблюдение было также следуют вверх и подтверждается Shahbake др. 4Эти определения и их исключения сообщили показывают, что поле вкус давно признала несостоятельность характеризуя FP и недостатки обычно используемой протоколом от Миллера и Риди. Действительно, Миллер и Риди призвал поле для дальнейшего определения особенностей FP 2. Мы предположили, что бомбардиров давали разный вес с характеристиками и приоритетов их важность по-разному, когда Папillae не отвечают всем критериям, например, когда сосочек большой и грибовидный, но окрашенных синим. Это было аргументировано, что следователи ранее опубликованных исследований, вероятно, сделал то же самое, которое, в сочетании с малыми размерами образца, может составлять многообразные результаты исходя из использования этого метода.
ПРТ Лаборатория обратился этот пробел в методологии FP по разработке руководящего, который определяет каждый характеристику с помощью объективных измерений и приоритезации характеристики указать, какие имеет приоритет в анализе. Этот метод Папиллы протокол Денвер (ДПП), дихотомическое ключ с ясных и отчетливых характеристик FP, чтобы обеспечить точные и воспроизводимые рассчитывает из цифровых фотографий языка. DPP является предлагаемый способ стандартизировать, использованный ранее Миллер и Риди метод, таким образом, удаление индивидуальной интерпретации и обеспечения более достоверные результаты при анализе плотности FP. Поступая таким образом, ГП может быть использован для более уверенно гetermine роль FP вкуса.
Языка фотографии, сделанные из субъектов были проанализированы учеными граждан (бомбардиры) из лаборатории, которые являются истинными субъектами этого исследования. Ядро Лаборатории ученых граждан состоит из членов общины в диапазоне возраста (лет) от 16 до середины 80-х. Итоговая оценка отчета по заказу музея в 2012 году описывает ученых граждан, как имеющих большой интерес к науке и две трети заработав степень бакалавра в научной дисциплины 22. Ученые кандидат гражданин в настоящее время работу с помощью уст в уста, должны успешно завершить процесс интервью с ветеранами добровольцев в музее, и пройти испытательный срок в постоянной экспозиции здоровья музея, экспедиции здравоохранения, прежде чем они имеют возможность подать заявку на положение в Лаборатория. После того, как принято в Лаборатории ученые гражданин пройти 12-недельную стажировку в, чтобы стать сертифицирована поступать человеческий субъектс. После этой сертификации, они могут взять учебные модули по различным методам лаборатории (например, сосочки подсчета, выделения ДНК) и следующих дополнительных сертификатов и регулярные меры по контролю качества, эти ученые гражданин имеет возможность активно участвовать в анализе данных. Ученые гражданин добровольно свое время и не компенсируются за их вклад в музее.
Protocol
Representative Results
Discussion
Использование DPP, дисперсия в изображении рассчитывает через независимых бомбардиров и рассчитывает в течение бомбардиром снизилась значительно. Хотя этот метод делает визуальный анализ плотности FP без видеомикроскопии менее субъективным, следует отметить, что этот метод оценки лишь FP. DPP не может гарантировать, что структуры, классифицированные как FP есть вкусовые поры и, следовательно, вкусовая сосочки, ни что на счету отражают реальный вкус плотности бутона 20,23 .Отель природа этого метода является то, что он устанавливает надежность через консистенции и точности; Однако, это может быть смещение результаты в том же направлении. Чтобы проверить точность по сравнению с другими методами с использованием истинную меру плотности бутона вкуса (например, видеомикроскопии) будет выходить за рамки данного study.However, характеризуя морфологию FP более строго и создание дихотомичный ключ, этот метод рассматривает Миллер & заряд Reedy на поле, что более характеристик FPдолжно быть сделано для того, чтобы иметь консенсус по их морфологии и количественного 2. Кроме того, они указали, что эта характеристика может «прояснить некоторые различия между субъектами и объяснить некоторые из разрозненных результатов среди исследователей 2." Предоставляя унифицированный метод количественного, многие из расхождений по вопросу о роли FP вкуса и питанием связанные исследование может быть исправлено.
Дихотомическое ключ может быть настроен для различных методов получения изображений. Известно расстояние для измерительной шкалы может быть легко установлен в диаметре, используемой в каждой лаборатории и рецессии нельзя сбрасывать со счетов, если сарана обертывание или стекло были помещены на языке для захвата изображения. В ПРТ Lab, было установлено, что нейтральный язык при условии, лучшее определение сосочков. Это может быть связано с количеством света в лаборатории что вызвало Saran Wrap или стекла, чтобы отражать свет обратно в камеру создания бликов, который сделал ословпасо трудно. Некоторые лаборатории сказали, что они найти краситель сложнее рассчитывать, но ПРТ Лаборатория нашел разбавленный голубой пищевой краски в концентрации 1:36, предоставленной идеальный контраст между грибовидные и нитевидных сосочков на большинство языков.
Создание дихотомической ключа для FP характеристики позволят исследователям в различных лабораториях, используя различные методы получения изображений, последовательно проанализировать структуры на язык и есть уверенность в отчетности их результатов. Наконец, использование дихотомического ключа может иметь цели в других областях научной методологии, где качества сооружений или объектов, обеспечивающих противоречивые цифры от исследования к исследованию.
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была частично финансируется науки, образования, премии партнерства (SEPA) R25 RR025066 между 2008-2012 от Национальных Институтов Здоровья и Национального центра исследовательских ресурсов. Спасибо коллегам в области вкуса для вдумчивого обсуждения литературы, наших результатов и обратной связи по использованию DPP в различных лабораторных сценариев: Джон Хейс, Сью Coldwell, Павел Бреслин, Карла Шуберта. Спасибо также к руководству на Денверский музей природы и науки и персонала в поддержку граждан науки в генетике вкуса Lab в течение экспедиции здравоохранения. Наконец, спасибо всем нашим добровольцев ученые граждан для их времени и преданности к разработке и использовании этого протокола, в том числе: Медведь Арагон, Майк Арчер, Су атамана, Майкл Бэгли, A'nette Бертран, Диана Boyles, Венди Covert, Саша Дули Пэтти Drever, Джессика Эрн, Лаура Harmacek, Шон Хиббард, Джойс Hutchens, Мэтт Джу, Лета Кин, Виллем Leenhouts, Стефания Луkjan, Эшли Мэтьюз, Майк Маузер, Стефани Миллер, Холли Морган-Родригес, Гриффин Scherma, Алисса Шикеданц, Терри Саймон, Дилан Томас, Руди Торрес, Тайлер Уилсон, Диана Woltkamp.
Materials
| Image J | National Institutes of Health | http://rsb.info.nih.gov/ij | |
| Food dye, Deep Blue Shade | Esco | http://escofoods.com/blue-food-coloring.html | |
| Sterile Rayon Tipped OB/GYN Applicators | Puritan | 25-808 1PR | |
| Grade 1 Filter Paper | Whatman | Whatman No.: 1001-325 | |
| Coolpix P100 (10.3 megapixels) and P500 (12.1 megapixels) | Nikon | http://imaging.nikon.com/lineup/coolpix/ | neither model appears to be available on the website any longer |
| Paper Hand Towels | Kleenex | https://www.kleenex.com/HandTowelsDetail.aspx |
Riferimenti
- Miller, I. J. Human taste bud density across adult age groups. J Gerontol. 43 (1), B26-B30 (1988).
- Miller, I. J., Reedy, F. E. Quantification of fungiform papillae and taste pores in living human subjects. Chem Senses. 15 (3), 281-294 (1990).
- Miller, I. J., Reedy, F. E. Variations in Human Taste Bud Density and Taste Intensity Perception. Physiol Behav. 47 (6), 1213-1219 (1990).
- Shahbake, M., Hutchinson, I., Laing, D. G., Jinks, A. L. Rapid quantitative assessment of fungiform papillae density in the human tongue. Brain Res. 1052 (2), 196-201 (2005).
- Bartoshuk, L. M., Duffy, V. B., Miller, I. J. PTC/PROP tasting: anatomy, psychophysics, and sex effects. Physiol Behav. 56 (6), 1165-1171 (1994).
- Essick, G. K., Chopra, A., Guest, S., McGlone, F. Lingual tactile acuity, taste perception, and the density and diameter of fungiform papillae in female subjects. Physiol Behav. 80 (2-3), 289-302 (2003).
- Delwiche, J. F., Buletic, Z., Breslin, P. A. Relationship of papillae number to bitter intensity of quinine and PROP within and between individuals. Physiol Behav. 74 (3), 329-337 (2001).
- Kim, U. K., Jorgenson, E., Coon, H., Leppert, M., Risch, N., Drayna, D. Positional cloning of the human quantitative trait locus underlying taste sensitivity to phenylthiocarbamide. Science. 299 (5610), 1221-1225 (2003).
- Hayes, J. E., Bartoshuk, L. M., Kidd, J. R., Duffy, V. B. Supertasting and PROP bitterness depends on more than the TAS2R38 gene. Chem Senses. 33 (3), 255-265 (2008).
- Garneau, N. L., et al. Crowdsourcing taste research: genetic and phenotypic predictors of bitter taste perception as a model. Front Integr Neurosci. 8 (33), (2014).
- Fox, A. L. The relationship between chemical constitution and taste. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 18 (1), 115-120 (1932).
- Tepper, B. J., Nurse, R. J. Fat Perception is related to PROP taster status. Physiol Behav. 61 (6), 949-954 (1997).
- Duffy, V. B., et al. Bitter receptor gene (TAS2R38.), 6-n.-Propylthiouracil (PROP) bitterness and alcohol intake. Alcohol Clin Exp Res. 28 (11), 1629-1637 (2004).
- Yackinous, C., Guinard, J. X. Relation between PROP taster status and fat perception, touch, and olfaction. Physiol Behav. 72 (3), 427-437 (2001).
- Fischer, M. E., et al. Factors related to fungiform papillae density: The Beaver Dam Offspring Study. Chem Senses. 38 (8), 669-677 (2013).
- Feeney, E. L., Hayes, J. E. Regional differences in suprathreshold intensity for bitter and umami stimuli. Chemosens Percept. 7 (3-4), 147-157 (2014).
- Saito, T., Narita, N., Yamada, T., Manabe, Y., Ito, T. Morphology of human fungiform papillae after severing chorda tympani nerve. Ann Otol Rhinol Laryngol. 120 (5), 300-306 (2011).
- Miller, I. J., Doty, R. L. Anatomy of the peripheral taste system. Handbook of Olfaction and Gustation. , 521-547 (1995).
- Cheng, L. H. H., Robinson, P. P. The distribution of fungiform papillae and taste buds on the human tongue). Arch Oral Biol. 36 (8), 583-539 (1991).
- Cruickshanks, K. J., et al. Measuring taste impairment in epidemiologic studies-The Beaver Dam Offspring Study. Ann N Y Acad Sci. 1170, 543-552 (2009).
- McNamara, P. A. Genetics of Taste summative evaluation report prepared for Denver Museum of Nature & Science. Independent Evaluator. , (2012).
- Arvidson, K., Friberg, U. Human taste: Response and taste bud number in fungiform papillae. Science. 209 (4458), 807-808 (1980).
