Her præsenterer vi en protokol til måling af fungiforme papilla tæthed fra digitale fotografier. Denne metode bygger prioritering og objektive karakteristiske målinger i den oprindelige beskrivende arbejde fungiforme papiller af Miller & Reedy (1990).
Målet med Denver Papillae protokollen er at bruge en dikotomisk nøgle til at definere og prioritere de karakteristika fungiforme papiller (FP) for at sikre en ensartet scoring mellem holdrekorder. Denne protokol bygger ud af et behov, der er opstået fra de sidste to årtiers smag forskning ved hjælp af FP som en proxy for smag pore tæthed. FP tæthed har historisk blevet analyseret ved hjælp af Miller & Reedy i 1990 beskrivelser af deres morfologi: rund, farves lysere, store og forhøjet. I dette arbejde, forfatterne advaret, at strengere definitioner af FP morfologi behov for at blive skitseret. På trods af denne opfordring til handling, har opfølgende litteratur været knappe, med de fleste undersøgelser fortsætter med at citere Miller & Reedy oprindelige arbejde. Derfor har FP tæthed rapporter været meget varierende, og kombineret med små stikprøvestørrelser, kan bidrage til de afvigende konklusioner om den rolle, som FP i smag følsomhed. De Genetics af Taste Lab udforsket denne tilsyneladende Inconkonsistens i optælling og fandt, at Scorers individuelt var prioritere vigtigheden af disse egenskaber forskelligt og havde ingen vejledning til, når en papilla havde nogle, men ikke alle, af de rapporterede kvaliteter FP. Resultatet af denne subjektivitet er meget varierende FP tællinger af samme tungen billede. Denver Papillae protokol er blevet udviklet til at afhjælpe denne konsekvens ved brug af en nøgle dikotomisk at yderligere definerer og prioriterer betydningen af de karakteristika, fremført af Miller & Reedy. Den foreslåede metode kan bidrage til at skabe en standard måde at kvantificere FP for forskere inden for smag og ernæringsmæssige undersøgelser.
Papiller er de synlige bump på tungen overflade. Der er fire typer af papiller: fungiforme (FP), foliate, circumvallate og filiform. Mens trådformede papiller er spredt over overfladen af tungen, er bægerformede kun lokaliseret på bagsiden af tungen, og foliate findes på siderne. I modsætning hertil er FP placeret mod forsiden af tungen. FP, foliate, og circumvallate papiller betragtes gustatoriske, fordi de har potentiale til at indeholde smagsløg mens filiform ikke. Smagsløg er klynger af celler der er ansvarlige for detektion af kemiske smagsstoffer og transducere stimuli i en gustatoriske signal i hjernen. Spyt og mad molekyler indgår smagsløgene gennem åbninger kaldet smag porer, hvor smag molekyler derefter har potentiale for at aktivere smag celler.
Interessant, der er store individuelle forskelle i smag opløbet tæthed, som først observeret i en histologisk undersøgelse af tungerfra 18 kadavere (Miller, 1988) 1. Smagsløg selv ikke er synlige på tungen overflade, men smag porer er synlige, når du bruger ordentlig forstørrelse, belysning, og farvningsteknikker der førte Miller & Reedy (1990) at udvikle en metode til at identificere smag porer og fungiforme papiller hjælp videomicroscopy i levende mennesker 2. En række laboratorier har ændret deres oprindelige videomicroscopy teknik med anvendelse af stadig fotografering og lidt eller ingen forstørrelse. Men da fungiforme papiller er meget lettere at visualisere end er porer ved hjælp af disse sidstnævnte teknikker, laboratorier vendt til tælling fungiforme papiller i stedet for smag porer. Dermed antages det, at fungiforme papilla massefylde er en rimelig proxy foranstaltning til smag pore massefylde, selvom mange fungiforme papiller ikke indeholder smag porer eller smag knopper 3; ikke kun er FP mere synlige og tilgængelige end circumvallate og foliate papiller, men deres image capture er mindre timig tidskrævende end smag pore analyse gennem den alternative metode videomicroscopy 2,4. I 1990, Miller & Reedy anvendte denne teknik til at finde, at smag pore tætheder er korreleret med FP densiteter 3, som blev yderligere bekræftet i Bartoshuk et al. 5 Ud over denne anatomiske forhold, Miller & Reedy fandt også, at de 8 individer i den øvre halvdelen af smagen poretæthed distributionen også bedømt saccharose, NaCl, og propylthiouracil (PROP) som betydeligt mere intens end gjorde de andre 8 personer 3. Efterfølgende arbejde af Bartoshuk et al. (1994) observeret en korrelation mellem suprathreshold PROP smag intensitet og fungiforme papilla tæthed, samt smag pore massefylde, i 42 forsøgspersoner 5. Denne bekvemme metode førte til indflydelsesrige undersøgelser rapporterer, at individer, hvis tunger har mange papiller fremkalde en stærkere reaktion på mange smagsstoffer, herunder den bitre smagsstoffer phenylthiocarbamide (PTC) og PROP 6,7.
PTC og PROP er veldokumenterede smagsstoffer ofte anvendes på grund af den klare sammenhæng mellem en persons smag følsomhed fænotype og deres genotype. Befolkningsgrupper undersøgelser har vist, at mennesker, der har den homozygote recessive diplotype af genet, TAS2R38, har en betydeligt lavere følsomhed til prop end bærere af den dominerende eller heterozygot variant af genet 8-10. Denne arvelige fænomen blev først rapporteret i 1932, da Arthur L. Fox annoncerede sin opdagelse af "smag blindhed" til PTC 11. Blandt folk i stand til at smage disse bitre forbindelser, intensiteten af smag rapporterede kan variere alt fra lidt ubehagelig til excruciatingly bitter 6. At tage højde for varians, der ikke kan forklares af TAS2R38 blev teorien lagt frem, at det kunne tilskrives tætheden af FP på tungen 4.
Som smag forskning skred frem, field var opdelt i to skoler til at tænke omkring denne teori om den rolle, FP og bitter smag følsomhed. Selvom mange undersøgelser bekræftede det oprindelige krav, at FP massefylde er en faktor i PROP følsomheder 4,6,12,13, har der været en lille, men vigtig begivenhed, der har fundet beviser at tilbagevise det, rapportering en manglende evne til at replikere rolle 10, 14,15,16. Delwiche et al. (2001) advarede om, at tendensen er meget varierende; FP tæthed ikke ensartet højde for forskelle i bitterhed følsomhed på tværs af fag, og var kun påviselig for personer med mindst moderat følsomhed til prop 7. Foruden anvendelsen af den mindre strengt definerede Miller & Reedy metode til at kvantificere FP, er det vigtigt at bemærke, at med undtagelse af Beaver Dam Afkom Study 15 udført af Fischer et al., De fleste af de ovennævnte undersøgelser havde lille prøve størrelser, som også kan bidrage til inkonsistente resultater vedrørenderolle FP i smag.
Kort beskrevet i Miller & Reedy skelsættende metode papir (1990), forfatterne farves tunger blå at kvantificere FP fordi FP forbliver lyserød mens trådformede papiller absorberer farvestoffet og blåt. De er klassificeret FP som "afrundede lyserøde strukturer omkring 0,5 mm i diameter" 2. Mens forfatterne opmærksom på, at før du bruger denne metode til videre analysearbejde, FP egenskaber skal mere strengt definerede og konkluderede, at variationen allerede bemærket i litteraturen "kunne tilskrives forskellige underlagt befolkninger, forskellige metoder og forskellige efterforskere" 2, deres forskning har ført til de almindeligt anerkendte egenskaber, som FP er runde 17,18, stor 2, pink eller bejdset lighter 2, og forhøjet 4. Taget for pålydende, disse egenskaber synes meget ligetil. I Genetics of Taste Lab (fik Lab eller Lab), anvendelsen af den opfyldthod blev kompliceret af regnskabsførerne individuelle forsøg på at kvalificere og prioritere vigtigheden af de ovennævnte karakteristika, når nogle, men ikke alle, af de egenskaber var til stede. Disse komplikationer omfattede små papiller, der dukkede pink midt i meget større papiller; hele tungen absorberer det blå farvestof dermed fjerne klassifikation baseret på farvevariation; aflange papiller i stedet for runde; og tunger har nogen variation i højde, som alle bidrog til regnskabsførerne rapportering bredt varierede FP tællinger af det samme billede.
Disse variationer i analyse førte os til at gennemgå litteraturen for at lokalisere den subjektivitet, identificere eventuelle undtagelser til de almindeligt accepterede FP egenskaber og i sidste ende udtænke en protokol til præcist og objektivt at definere og score FP.
Først FP form beskrevet i litteraturen som en afrundet, svamp-lignende struktur 17,18. Dog bemærkelsesværdig undtagelseioner blev også nævnt. Miller understregede, at udtrykket "fungiforme" er misvisende, og at mange FP ikke paddehatformet men kan variere meget i størrelse og morfologi 18. Melis et al. (2013) også beskrevet flere papiller, der blev betragtet som "forvrænget", hvor FP diameter i én retning var mindst to standardafvigelser længere end i en anden retning 19. Desuden Cheng & Robinson fandt, at når der angiver FP ved farvning, de lå fra flad top til aflange i udseende 20. Noterer sig de ovennævnte undtagelser, også karakterisering af en FP bliver rund og champignon-formede vises indsnævre en definition.
For det andet, er FP farve beskrives som "lyserøde cirkler mod en blå baggrund" 7 efter farvning tungen med blå farvestof. Selvom farvning lighter var den mest konsekvente kriterium FP hele litteraturen var det stadig ikke en ensartet kvalifikationskamp. Cheng & ; Robinson observeret, at FP ikke altid let farvet, hvilket gør vanskelige identifikation og usikker 20. Det ser da, at tunger absorberer farvestof forskelligt, og mens kontrasten er tilsyneladende på mange tunger, nogle bliver helt blå uden skelnen, mens andre straks miste nogen spor af blåt farvestof 21.
Den tredje egenskab, FP størrelse, var temmelig konsekvent blandt papirer, der spænder fra 0,5 mm til 0,97 mm 6,18. I litteraturen bemærkede Miller at der var to størrelsesområder af papiller på den dorsale forreste af tungen. Papiller med større diametre primært fungiforme og koniske papiller, mens papiller med en mindre diameter var hovedsagelig filiform 18. Dog med undtagelse af Beaver Dam Offspring Study 21, størrelse syntes ikke at afgøre, om en struktur er en FP i litteraturen, men var fastsat papiller allerede er klassificeret som "fungiforme".
_content "> Endelig er elevation opført som den fjerde RP karakteristiske 4 selvom Miller påpegede, at skelnen mellem filiform og fungiforme papiller er vanskeligt, når du bruger dette kriterium nær margin på tungen. Han gav to eksempler på FP, der varierede meget i højden, ene er 0,8 mm i højden, mens en anden var mindre end 0,1 mm i højden, men stadig havde to smag porer, der var klart observeret 18. Denne iagttagelse blev også fulgt op og bekræftet af Shahbake et al. 4Disse definitioner og deres indberettede undtagelser viser, at feltet smag længe har erkendt inkonsekvens i karakterisere FP og manglerne ved den almindeligt anvendte protokol fra Miller & Reedy. Faktisk Miller & Reedy formanede feltet til yderligere at definere funktionerne i FP 2. Vi antager, at holdrekorder var at give forskellig vægt på de egenskaber og prioritere deres betydning forskelligt, når papillae undladt at opfylde alle kriterier, såsom når en papilla var stor og champignon formet, men farves blå. Det blev begrundet, at efterforskere fra de tidligere offentliggjorte undersøgelser sandsynligvis gjorde det samme som, når de kombineres med små stikprøvestørrelser, kan forklare de forskellige resultater, der kommer fra brug af denne metode.
Den taiwanske Lab behandlet dette hul i FP metodik ved at udvikle en retningslinje, der definerer hver egenskab ved hjælp af objektive målinger og prioriterer de egenskaber, at angive, hvilke forrang i analysen. Denne metode er den Denver Papillae Protocol (DPP), en dikotomisk nøgle med klare og tydelige kendetegn for FP for at sikre nøjagtige og gentagelige tællinger fra digitale fotografier af tungen. DPP er en foreslået metode til at standardisere den tidligere anvendte Miller & Reedy metode, og dermed fjerne individuelle fortolkning og sikre mere konsistente resultater, når man analyserer FP tæthed. Derved kan DPP anvendes til mere trygt determine rolle FP i smag.
Tungen billeder taget af de emner blev analyseret af borgerens videnskabsmænd (holdrekorder) af Lab, der er de sande emnerne for denne undersøgelse. Lab kerne af borger forskere består af medlemmer fra lokalsamfundet spænder i alder (år) fra 16 til midten af 80'erne. En summativ evalueringsrapport bestilt af museet i 2012 beskriver borgerens forskere som havende en stærk interesse i videnskab og med to tredjedele har tjent en universitetsuddannelse i en videnskabelig disciplin 22. Kandidat borger forskere er i øjeblikket rekrutteres via mund til mund, skal fuldføre et interview proces med veteran frivillige på museet, og gennemgå en prøveperiode i museets permanente sundhed udstilling, Ekspedition Health, før de har mulighed for at søge en stilling i Lab. Når accepteret i Lab, borger forskerne gennemgå en 12-ugers træning til at blive certificeret til at tilmelde menneskes. Efter denne certificering, er de i stand til at tage undervisningsmoduler om forskellige teknikker i Lab (f.eks papiller tælling, DNA-ekstraktion), og følgende yderligere certificeringer og regelmæssige kvalitetskontrol foranstaltninger, disse borger forskere har mulighed for at deltage aktivt i dataanalyse. Citizen forskerne frivilligt deres tid og ikke er kompenseret for deres bidrag til museet.
Ved hjælp af DPP, variansen inden billedet tæller tværs uafhængige holdrekorder og inden-sekretærbordet tæller faldt betydeligt. Mens denne metode gør visuelle FP density analyse uden videomicroscopy mindre subjektive, skal det bemærkes, at denne metode kun scores FP. DPP kan ikke garantere, at strukturerne er klassificeret som FP har smag porer og er derfor smagspapillerne eller at de tæller er reflekterende af ægte smag opløbet tæthed 20,23 .Den karakter af denne metode er, at den fastslår pålidelighed gennem konsekvens og præcision; imidlertid kan det påvirke resulterer i en konsistent retning. For at teste nøjagtighed i forhold til andre metoder ved anvendelse af et sandt mål for smag bud densitet (f.eks videomicroscopy) ville strække sig uden for rammerne af denne study.However ved at betegne morfologien af FP strengere og skabe en dichotomous nøgle, denne metode adresser Miller & Reedy anklage for det felt, mere karakterisering af FPder skal gøres for at få konsensus om deres morfologi og kvantificering 2. Derudover har de tilkendegivet, at denne karakteristik kan "afklare nogle af forskellene mellem emner og forklare nogle af de forskellige resultater blandt efterforskere 2." Ved at give en ensartet metode til kvantificering, mange af uoverensstemmelser om den rolle, som FP i smag og ernæ- relateret forskning kan afhjælpes.
Den dikotome nøgle kan justeres for de forskellige billedoptagelse teknikker. Den kendte distance for måleskala kan nemt indstilles til diameteren anvendes i hvert laboratorium og recession kan tilbagediskonteres, hvis Saran wrap eller glas blev placeret over tungen for billedoptagelse. I GOT Lab, blev det konstateret, at den neutrale tungen forudsat de bedste definition af papiller. Dette kan være på grund af mængden af lys i Lab som forårsagede Saran wrap eller glas til at reflektere lys tilbage i kameraet skabe en blænding, foretaget æslersment vanskelig. Nogle labs har sagt, at de finder farvestoffet mere udfordrende at tælle, men den taiwanske Lab fundet en fortyndet blå mad farvestof i en koncentration på 1:36 forudsat den ideelle kontrast mellem fungiforme og filiform papiller på størstedelen af tunger.
Oprettelsen af et dikotomisk nøgle til FP karakterisering vil give mulighed for forskere i forskellige laboratorier ved hjælp af en bred vifte af billedoptagelse metoder, til konsekvent at analysere strukturer på tungen og har tillid til rapporteringen af deres resultater. Endelig kan brugen af en dikotomisk nøgle har formål i andre områder af videnskabelig metode, hvor kvaliteter af strukturer eller genstande leverer inkonsistente numre fra studiet til undersøgelsen.
The authors have nothing to disclose.
Dette arbejde blev finansieret delvist af Science Education Partnership Award (SEPA) R25 RR025066 mellem 2008-2012 fra National Institutes of Health og National Center for Research Resources. Tak til kolleger på området for tankevækkende diskussion af litteraturen, vores resultater og feedback om brugen af DPP i forskellige laboratorie scenarier smag: John Hayes, Sue Coldwell, Paul Breslin, Carla Schubert. Tak også til ledelse på Denver Museum of Nature & Science og personale til støtte for borgernes videnskab inden for Genetik af Taste Lab inden Expedition Health. Endelig tak til alle vores frivillige borger forskere for deres tid og engagement til at udvikle og anvende denne protokol, herunder: Bjørn Aragon, Mike Archer, Su Ataman, Michael Bagley, A'nette Bertrand, Diana Boyles, Wendy Covert, Sasha Dooley , Patty Drever, Jessica Ern, Laura Harmacek, Sean Hibbard, Joyce Hutchens, Matt Joo, Leta Keane, Willem Leenhouts, Stephania Lukjan, Ashley Matthews, Mike Mauser, Stephanie Miller, Hallie Morgan-Rodriguez, Griffin Scherma, Alyssa Schickedanz, Terri Simon, Dylan Thomas, Rudy Torres, Tyler Wilson, Diane Woltkamp.
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 |