Här presenterar vi ett protokoll för att mäta fungiform papilla densitet från digitala fotografier. Denna metod bygger prioritering och objektiva karakteristiska mätvärden till den ursprungliga beskrivande arbetet fungiform papiller av Miller & Reedy (1990).
Målet för Denver Papiller protokollet är att använda en dikotoma nyckel för att definiera och prioritera egenskaper fungiform papiller (FP) för att säkerställa en konsekvent poäng mellan målskyttar. Detta protokoll bygger bort av ett behov som har uppstått från de senaste två decennierna smak forskning med hjälp av FP som en proxy för smak portätheten. FP densitet har historiskt analyserats med hjälp av Miller & Reedy s 1990 karakteriseringar av deras morfologi: runda, färgade tändare, stora och förhöjda. I detta arbete, varnat författarna att striktare definitioner av FP morfologi behövde skiss. Trots denna uppmaning till handling, har följa upp litteraturen varit knappa, med de flesta studier fortsätter att citera Miller & Reedy ursprungliga arbete. Följaktligen har FP densitet rapporter varit mycket varierande och i kombination med små provstorlekar, kan bidra till de avvikande slutsatser om den roll som FP i smak känslighet. De Genetics of Taste Lab undersökt denna uppenbara Inconkonsistens i räkna och fann att målskyttar personligen prioritera vikten av dessa egenskaper på olika sätt och hade ingen vägledning när en papilla hade några, men inte alla, av de rapporterade egenskaperna hos FP. Resultatet av denna subjektivitet är mycket variabla FP räknar av samma tungan bilden. Denver Papiller Protokollet har tagits fram för att råda bot på denna konsekvens genom användning av en dikotoma nyckel som ytterligare definierar och prioriterar betydelsen av de egenskaper tas fram av Miller & Reedy. Den föreslagna metoden kan bidra till att skapa ett standardiserat sätt att kvantifiera FP för forskare inom området smak och näringsmässiga studier.
Papiller är de synliga gupp på tungan yta. Det finns fyra typer av papiller: fungiform (FP), foliate, circumvallate och filiform. Medan trådformiga papiller är spridda över ytan av tungan, är circumvallate lokaliserade endast på baksidan av tungan, och foliate finns på sidorna. Däremot är FP ligger mot framsidan av tungan. FP, foliate, och vallgravspapillerna anses smak- eftersom de har potential att innehålla smaklökar medan filiform inte gör det. Smaklökar är kluster av celler som är ansvariga för att detektera kemiska tastants och transducera de stimuli till en luktintrycket signal i hjärnan. Saliv och mat molekyler in i smaklökarna genom öppningar kallas smak porer där smak molekyler har sedan potential att aktivera smakceller.
Intressant, det finns stora individuella skillnader i smak bud densitet, som först observerades i en histologisk undersökning av tungorfrån 18 kadaver (Miller, 1988) 1. Smaklökar själva inte är synliga på tungan yta, men smak porer syns när du använder rätt förstoring, ljus och färgningsteknik som ledde Miller & Reedy (1990) för att utveckla en metod för att identifiera smak porer och fungiform papiller använder videomicroscopy i vardags människor 2. Ett antal laboratorier har ändrat sin ursprungliga videomicroscopy teknik med användning stillbildsfotografering och liten eller ingen förstoring. Eftersom fungiform papiller är mycket lättare att visualisera än är porer med användning av dessa senare tekniker, vände laboratorium till att räkna fungiform papiller i stället för smak porer. På så sätt är det antas att fungiform papilla tätheten är en rimlig mått för smak portätheten, även om många fungiform papiller inte innehåller smak porer eller smaklökar 3; inte bara är FP mer synliga och tillgängliga än circumvallate och växt papiller, men deras ta bilder är mindre timig krävande än smak por analys med hjälp av den alternativa metoden för videomicroscopy 2,4. År 1990 använde Miller & Reedy denna teknik för att finna att smaken pordensiteter är korrelerade med FP densiteter 3 vilket ytterligare bekräftades i Bartoshuk et al. 5 Utöver detta anatomiska förhållande, Miller & Reedy fann också att 8 personer i övre hälften av smaken distributions portätheten också betygsatt sackaros, NaCl, och propyltiouracil (prop) som betydligt mer intensiv än vad de andra 8 personer 3. Efterföljande arbete av Bartoshuk et al., (1994) observerade en korrelation mellan suprathreshold PROP smak intensitet och fungiform papilla densitet, liksom smak portätheten, i 42 försökspersoner 5. Denna bekväm metod ledde till inflytelserika studier rapporterar att patienter vars tungor har många papiller framkalla en starkare reaktion på många tastants, däribland bittra tastants phenylthiocarbamide (PTC) och PROP 6,7.
PTC och PROP är väl utforskade tastants ofta används på grund av den tydliga kopplingen mellan en persons smak känslighet fenotyp och deras genotyp. Befolkningsstudier har visat att människor som har homozygot recessiv diplotype av genen, TAS2R38, har en betydligt lägre känslighet för att stötta än bärare av den dominerande eller heterozygot variant av genen 8-10. Denna ärftliga fenomen rapporterades första gången 1932 när Arthur L. Fox meddelade hans upptäckt av "smak blindhet" till PTC 11. Bland personer som kan smaka dessa bittra föreningar, intensiteten av smaken rapporterade kan variera allt från något obehagligt att excruciatingly bitter 6. För att beakta varians som inte kan förklaras av TAS2R38 ades teori som lagts fram att det kan hänföras till densiteten hos FP på tungan 4.
Som smak forskning utvecklats, den field delades in i två skolor av tanke kring denna teori om betydelsen av FP och bitter smak känslighet. Även om många studier bekräftade den ursprungliga påståendet att FP densitet är en faktor i PROP känslig 4,6,12,13, har det skett en liten, men viktig händelse som har funnit bevis för att motbevisa det, rapporterar en oförmåga att replikera rollen 10, 14,15,16. Delwiche et al., (2001) varnade för att trenden är mycket varierande; FP densitet inte jämnt redogöra för skillnader i bitterhet känslighet över ämnen, och var endast påvisbar för patienter med åtminstone en måttlig känslighet för att stötta 7. Förutom användningen av mindre strängt definierade Miller & Reedy metod för att kvantifiera FP, är det viktigt att notera att med undantag för Beaver Dam Offspring Study 15 utförd av Fischer et al., De flesta av ovanstående studier hade litet urval storlekar som också kan bidra till inkonsekventa rön omrollen av FP i smak.
I korthet, i Miller & Reedy sädes- metoddokument (1990), författarna färgade tungor blå att kvantifiera FP eftersom FP förblir rosa medan trådformiga papiller absorberar färgämnet och blir blå. De klassificeras FP som "rundade rosa strukturer ca 0,5 mm i diameter" 2. Medan författarna rekommenderas att innan du använder den här metoden för ytterligare analysarbete, FP egenskaper bör mer strikt definieras och drog slutsatsen att variationen redan noterats i litteraturen "kan bero på olika ämnes populationer, olika metoder och olika utredare" 2, deras Forskningen har lett till allmänt accepterade egenskaper som FP är runt 17,18, stora 2, rosa eller färgade tändare 2 och förhöjd 4. Taget på nominellt värde, dessa egenskaper verkar mycket rakt fram. I Genetics of Taste Lab (fick Lab eller Lab), användningen av uppfylldahod komplicerades av Skytteliga individuella försök till kvalet och prioritera vikten av ovannämnda kriterier när vissa, men inte alla, av de egenskaper var närvarande. Dessa komplikationer ingår små papiller som dök rosa mitt i mycket större papiller; hela tungan absorbera blått färgämne vilket eliminerar klassificering baserad på färgvariation; avlånga papiller i stället för runda; och tungor som inte har någon variation i höjd, vilka alla bidragit till poängvärden som rapporterar allmänt varierande FP räknar av samma bild.
Dessa variationer i analys ledde oss att granska litteraturen i syfte att lokalisera subjektivitet, identifiera eventuella undantag från de allmänt accepterade FP egenskaper och slutligen ta fram ett protokoll för att noggrant och objektivt definiera och poäng FP.
Först FP form beskrivs i litteraturen som en rundad, svampliknande struktur 17,18. Men anmärkningsvärt undantagjoner nämndes också. Miller betonade att termen "fungiform" är en missvisande och att många FP inte svampformade men kan variera mycket i storlek och morfologi 18. Melis et al., (2013) beskrev också flera papiller som ansågs "förvrängd", där FP diameter i en riktning var minst två standardavvikelser längre än i en annan riktning 19. Dessutom Cheng & Robinson fann att när indikerar FP genom färgning, varierade de från platt-toppad med långsträckt utseende 20. Konstaterar undantagen ovan, för karakterisering av en FP är runda och svampformade visas begränsa en definition.
För det andra är FP färg beskrivs som "rosa cirklar mot en blå bakgrund" 7 efter färgning tungan med blå färg. Även färgning lättare var den mest konsekventa kriteriet FP hela litteraturen var det fortfarande inte ett enhetligt kval. Cheng & ; Robinson konstaterade att FP inte alltid lätt färgade, vilket gör identifiering svårt och osäkert 20. Det verkar då som tungor absorberar färg på olika sätt och medan kontrasten är uppenbart på många tungor, en del blir helt blå med ingen skillnad, medan andra omedelbart förlora några spår av blått färgämne 21.
Den tredje egenskap, FP storlek, var ganska konsekvent bland papper, som sträcker sig från 0,5 mm till 0,97 mm 6,18. I litteraturen noteras Miller att det fanns två storleksområden av papiller på den dorsala främre av tungan. Den papiller med större diametrar var främst fungiform och koniska papiller, medan papiller med en mindre diameter var mestadels filiform 18. Men med undantag för Beaver Dam Offspring Study 21, storlek verkade inte för att avgöra om en struktur är en FP i litteraturen, men lämnades för papiller redan klassificerats som "fungiform".
_content "> Slutligen höjd anges som den fjärde ramprogrammet karaktäristiska 4 men Miller påpekade att skillnaden mellan filiform och fungiform papiller är svårt när du använder detta kriterium nära kanten av tungan. Han gav två exempel på FP som varierade kraftigt i höjd, den ena är 0,8 mm i höjd medan en annan var mindre än 0,1 mm i höjd, men fortfarande hade två smak porer som tydligt observerades 18. Denna observation följdes också upp och bekräftas av Shahbake et al. 4Dessa definitioner och deras redovisade undantag visar att smaken fältet länge har erkänt inkonsekvens i karakterisera FP och bristerna i vanligt förekommande protokoll från Miller & Reedy. I själva verket, Miller & Reedy uppmanade fältet för att ytterligare definiera funktionerna i FP 2. Vi antar att scorers var att ge olika vikt vid de egenskaper och prioritera deras betydelse på olika sätt när papillae inte uppfyllde alla kriterier, till exempel när en papilla var stor och svampformad, men färgas blå. Det motiverade att utredarna av tidigare publicerade studier sannolikt gjorde samma sak som i kombination med små provstorlekar, kan redogöra för de olika resultaten kommer från användning av denna metod.
Den fick Lab upp denna lucka i FP metodik genom att utveckla en riktlinje som definierar varje egenskap med hjälp av objektiva mätningar och prioriterar de egenskaper som anger vilka har företräde i analysen. Denna metod är Denver Papiller Protocol (DPP), en dikotoma nyckeln med klara och tydliga egenskaper FP för att säkerställa noggranna och repeterbara räknas från digitala fotografier av tungan. DPP är en föreslagen metod för att standardisera den tidigare använda Miller & Reedy metod, vilket tar bort individuella tolkningar och se mer konsekventa resultat vid analys av FP täthet. Genom att göra så, kan DPP användas till mer självsäkert determine roll FP i smak.
De tunga bilder tagna av patienterna analyserades av medborgare vetenskapsmän (Skytteliga) i labbet som är de verkliga föremål för denna studie. The Lab kärna av medborgare forskare består av medlemmar från samhället varierar i ålder (år) från 16 till mitten av 80-talet. En summativ utvärderingsrapport beställd av museet under 2012 beskriver medborgar forskare som har ett starkt intresse för naturvetenskap och med två tredjedelar har tjänat en högskoleexamen i en vetenskaplig disciplin 22. Kandidat medborgare forskare närvarande rekryteras via mun till mun, måste klara en intervju process med veteran volontärer på museet, och genomgår en försöksperiod i museets permanenta hälsoutställning, Expedition hälsa, innan de har möjlighet att ansöka om en plats i labbet. När antagen till Lab, medborgare forskare genomgå en 12-veckors utbildning för att bli certifierad för att registrera mänskliga subjektets. Efter denna certifiering, de har möjlighet att ta utbildningsmoduler på olika tekniker i labbet (t.ex. papiller räkning, DNA-extraktion) och efter ytterligare certifieringar och regelbundna åtgärder för kvalitetskontroll, dessa medborgare forskare har möjlighet att aktivt delta i dataanalys. Medborgar forskare frivilligt sin tid och inte kompenseras för deras bidrag till museet.
Använda DPP, variansen i bilden räknas över oberoende scorers och inom-sekreterar räknar minskat betydligt. Även om denna metod gör visuell FP densitetsanalys utan videomicroscopy mindre subjektivt, bör det noteras att denna metod endast poäng FP. DPP kan inte garantera att strukturer som klassificeras som FP har smak porer och är därför smaklökarna eller att räkningarna är reflekterande av verklig smak bud densitet 20,23 .Den typ av denna metod är att det inrättas tillförlitlighet genom konsekvens och precision; emellertid kan den förspännande resulterar i en konsekvent riktning. För att testa riktigheten i förhållande till andra metoder med hjälp av ett riktigt mått på smak bud densitet (t.ex. videomicroscopy) skulle sträcka sig utanför ramen för detta study.However, genom att karakterisera morfologin FP mer stringent och skapa en dikotom nyckel, behandlar denna metod Miller & Reedy laddning till det område som mer karakterisering av FPbehöver göras för att få samsyn kring deras morfologi och kvantifiering 2. Dessutom uppgav de att denna karakterisering kan "klargöra några av skillnaderna mellan individer och förklara några av de olikartade resultat bland utredarna 2." Genom att tillhandahålla en enhetlig metod för kvantifiering, många av skillnaderna på rollen som FP i smak och nutrition- relaterad forskning kan rättas till.
Den dikotoma nyckeln kan justeras för de olika bildtagningstekniker. Den kända avstånd för mätskala kan enkelt ställas in på diametern används i varje labb och lågkonjunktur kan uteslutas om Saran wrap eller glas placerades över tungan för bildfångst. I GOT Lab, visade det sig att den neutrala tungan ger den bästa definitionen av papiller. Detta kan bero på att mängden ljus i Lab som orsakade Saran wrap eller glas för att reflektera ljus tillbaka in i kameran skapar en reflexer som gjorde åsnorsment svårt. Vissa labs har sagt att de tycker att färgen svårare att räkna, men fick Lab hittade en utspädd blå livsmedelsfärg vid en koncentration av 1:36 utgjorde en perfekt kontrast mellan fungiform och filiform papiller på de flesta språk.
Skapandet av en dikotoma nyckel för FP karakterisering gör det möjligt för forskare i olika laboratorier, med hjälp av olika bildfångstmetoder, att konsekvent analysera strukturer på tungan och har förtroende för rapportering av resultaten. Slutligen kan användningen av en dikotoma nyckeln har syften i andra områden av vetenskaplig metodik där egenskaper strukturer eller föremål tillhandahåller inkonsekventa siffror från studie till studie.
The authors have nothing to disclose.
Detta arbete har finansierats delvis av Science Education Partnership Award (SEPA) R25 RR025066 mellan 2008-2012 från National Institutes of Health och National Center for Research Resources. Tack till kollegor i smaken fält för omtänksamt diskussion av litteraturen, våra resultat och synpunkter på användningen av DPP i olika laboratorie scenarier: John Hayes, Sue Coldwell, Paul Breslin, Carla Schubert. Tack också till ledarskap på Denver Museum of Nature & Science och personalen till stöd för medborgarnas vetenskap inom Genetics of Taste Lab inom Expedition hälsa. Slutligen, tack till alla våra frivilliga medborgar forskare för sin tid och engagemang för att utveckla och använda detta protokoll, inklusive: Bear 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 |