非線形光学顕微鏡は、弾性線維性仮性黄色腫の皮膚変化を解析するための新しいツールである

Nonlinear optical microscopy is a novel tool for the analysis of cutaneous alterations in pseudoxanthoma elasticum.

• Norbert Kiss
• Luca Fésűs
• Szabolcs Bozsányi
• Flóra Szeri
• Matthias Van Gils
• Viktória Szabó
• Anikó Ilona Nagy
• Bernadett Hidvégi
• Róbert Szipőcs
• Ludovic Martin
• Olivier Vanakker
• Tamás Arányi
• Béla Merkely
• Norbert M Wikonkál
• Márta Medvecz

抄録

Pseudoxanthoma elasticum（PXE、OMIM 264800）は、エラスチン線維の異所性の鉱化と断片化を伴うまれな常染色体劣性疾患である。PXEは、ABCC6遺伝子の変異により、無機ピロリン酸（PPi）抗鉱化因子の血清中濃度が低下することで発症します。PXE患者では重篤な合併症を伴うことから，早期診断の重要性が指摘されており，早期に集学的治療を行うことが重要である．コラーゲンは第2ハーモニック世代（SHG）信号を発し、エラスチンは2光子励起蛍光（TPF）で励起されることから、我々は非線形光学（NLO）法を用いて真皮の結合組織を調べることを目的とした。我々は、PXE患者5名と年齢と性別をマッチさせた健常対照者5名を対象に、分子遺伝学的解析、眼科的・循環器系的評価、血漿PPi測定、従来の病理組織学的検査、およびex vivoでのSHGおよびTPFイメージングを行った。PXE患者はすべてABCC6遺伝子に1つの新しい変異を含む病理学的変異が認められ、血漿PPi値は対照群と比較して有意に低かった。PXE患者のコラーゲン構造の変化とともに、エラスチン線維の分解とミネラル化、および真皮中の広範囲にわたるカルシウム沈着が可視化され、定量化された。これらのデータは、NLOがPXEの影響を受けた皮膚の病理組織学的特徴を高解像度でイメージングできることを示唆しています。In vivoでのNLOは、PXEの早期診断と経過観察を促進し、PXEの評価において有望なツールとなる可能性がある。

Pseudoxanthoma elasticum (PXE, OMIM 264800) is a rare autosomal recessive disorder with ectopic mineralization and fragmentation of elastin fibers. It is caused by mutations of the ABCC6 gene that leads to decreased serum levels of inorganic pyrophosphate (PPi) anti-mineralization factor. The occurrence of severe complications among PXE patients highlights the importance of early diagnosis so that prompt multidisciplinary care can be provided to patients. We aimed to examine dermal connective tissue with nonlinear optical (NLO) techniques, as collagen emits second-harmonic generation (SHG) signal, while elastin can be excited by two-photon excitation fluorescence (TPF). We performed molecular genetic analysis, ophthalmological and cardiovascular assessment, plasma PPi measurement, conventional histopathological examination, and ex vivo SHG and TPF imaging in five patients with PXE and five age- and gender-matched healthy controls. Pathological mutations including one new variant were found in the ABCC6 gene in all PXE patients and their plasma PPi level was significantly lower compared with controls. Degradation and mineralization of elastin fibers and extensive calcium deposition in the mid-dermis was visualized and quantified together with the alterations of the collagen structure in PXE. Our data suggests that NLO provides high-resolution imaging of the specific histopathological features of PXE-affected skin. In vivo NLO may be a promising tool in the assessment of PXE, promoting early diagnosis and follow-up.