•
A
B S T R
A
C T
A
n a c c u r at
e, r ep
r odu c
i b l
e, a nd
af f
o rd
ab l
em
e a n sto
s c r e e nt
h
ei
n c r e a si
ng
n um be r o
f
x e n ob i
ot
ic s
f
o rto x
i
c ef fe c
t
st
oth
e sk i
ni
si m
p
e r at
iv e
f
o r a c c u r at
e a s s e s sm
e nt
of
p
ot
e nti
al h
e alt
h
ri
sk
.M
y
g
o al
w
a st
oi
n v e st
i
g
ate
t
h
e ef f
e ct
s of
n ap
h
th
al
e n ein
tw
ot
h
r e e-d i m
e n si
o n al
(
3 D
)
h
um
a n sk
in
r e c o n s
t
r u ct
m
od
el
s, a c om m
e r cia
l l
y
a v ai l
ab le
M
at
T
ek
,E F T
-4
0 0
m
od
el
a nd
o u ri
n-h
o u s e
g
r ow
nJ C B
-1
10 m
od
el
T
h
e s et
w
o r e c o n str u c
t
m
od
el
sw
e r e e xp
o s ed
t
o1,
2
5
0
,6
,2 5
0
,12
,5
0 0
, o r3
1
,2
5
0
n
m
ol
of
n ap
h
t
h
al
e n e o n e xp
o s u r ed
ay
s1,
3
, a nd
5
.N
ap
h
t
h
al
e n e a nd it
sm
et
ab
ol it
e sw
e r em
e a s u r ed
in
t
i
s s u e c ul
tu r e
m
ed ia
u si
ng
l i
q
ui d
ch
r om
at
og
r ap
h
y
-
m
a s s sp
e ctr o
m
etr
y
w i
t
h
a
t
m
o sp
h
e ri
cp
r e s s u r ep
h
oto
i
o ni
z at
i
o n s o u r c e.N
ap
h
th
y
l
-k
e r a
t
i
n ad d
u ct
sw
e r e ob
s e r v ed b
y
i m m
u n oh i
st
o ch
em i
st
ry
u sin
g
a nt
i b
od i
e s sp
e ci f
i ct
o1
-n ap
h
t
h
y
l
a nd
2
-n ap t
h
y
l m
od i f
i ed k
e r at
in
-1
a n
d k
e r at
i
n -1
0 p
r ot
ein s
.T
h
e r e s ul
t
sp
r o vi d
e e vi d
e n c et
h
at
n ap
h
t
h
al
e n ew
a sm
et
ab
ol i
z ed
a nd
s e
q
u e st
e r ed w i
t
h i
nt
h
e ep
i d
e rm i
s a nd
t
h
at p
e n etr a
t
io n
of
n ap
h
t
h
al
e n et
h
r o ug
h
t
h
e r e c o n str u c
t
sw
a s n eg
l i
g
i b l
e.T
h
eJ C B
-1 -1
0
r e c o n st
r u ct
sw
e r e c ul
t
u r ed
t
o c o nta
i
nm
el
a n o cy
t
e sin
ad d i
t
io n
t
ok
e r at
i
n o cy
t
e s a nd fi b
r ob
l
a st
sw h i l
et
h
eE F T
-4
0 0
o nl y
c o nta
i
n ed k
e r at
in o c
y
t
e s a nd f
ib
r ob l
a st
s.T
h
e ad d it
i
o n of m
el
a n o cy
t
e sin
t
h
eJ C B
-1 1 0
m
od
el
p
r o vi d
e am
o r ep
h
y
si
ol
og
ic a
l l
y
r el
e v a nt
m
od
el
.T
h
e s u c c e s sfu
l
c ul
tu r
i
ng
of
t
h
e r e c o n str u ct
sd
em
o n st
r at
e st
h
e ab i l i
t
y
t
op
r od
u c e at
e st
s
y
st
em
t
h
at
is
s uit
ab l
ef
o rth
e s c r e e ni
ng
of
x e n ob i
ot
i
c s.T
h is
r e s e a r ch w i l l
p
r o vi d
e am
e a n sf
o rw
a rd
t
o e v al
u at
e a nd d
e v el
op 3 D
h
um
a n sk i
n r e c o n st
r u ct
m
od
el
st
h
at
a r e s uit
ab l
ef
o rh i g h
-th
r o ug h
p
ut
s c r e e nin
g
of d
e rm
al l
y
adm
i
ni
st
e r ed
x en
ob i
ot
ic s
.T A B L E O F C O
N
T E N T S
•
•
L I S T O F F I G U R E S
6
L I S
T
O F
T
A
B L
E S
8
L I S T O F
A
B B R E V I
A
T
I
O
N
S
9
C
H
A P T E
R
I
.IN T R
O
D
U C
T I
O N
1 1
1 1
B
a ck
g
r o u nd
1 1
1
.2
Sk i
n :St
r u ctu r e a n
d F
u n cti
o n12
1 3
M
od
el
sf
o rD
e rm
al
T
o xi
ci
t
y
T
e sti
ng
1 4
1
.3
.1
A
ni m
al
M
od
el
s1 4
1 3 2
I
nV
it
r oC
el
l
-c ul
tu r e
M
od
els
1 4
1
.3
.3
I
n
V
it
r oSk in
M
od
el
s1 5
1
.4
.T
h
eG
o al
of
t
h
eSt
ud
y
18
I I
.M
A
T E R I
A
L
S &
M
E T H O D S
19
2
.1 H
um
a n3 D F
ul l
-
th
i
ck
n e s sS
k i
nR
e c o n str u c
t
s19
2
.1
.1 E F T
-
4 0 0 S
k i
nR
e c o n st
ru
ct
s1 9
2
.1.
2
J
C
B
-
1 1 0
Sk in
R
e c o n st
r u ct
s2 0
2
.2
N
ap h
t
h
al
e n eE
xp
o s u r e2 1
2
.2 1 P
r ep
a r ati
o n of N
ap
h
t
h
al
e n eSt
o ck
a nd
D
o sin
g
So
l
ut
io n s
2
3
2
.2
.2
E
xp
o s u r e a nd S
am
p
l
eC
ol l
e cti
o n2 3
•
•
•
2
.3
.1 L C
-
M
S /
M
S
M
et
h
od
2 4
2
.3
.1
.1
E
t
h
y
l
A
c et
ate
E
xt
r a ct
i
o n2 6
2 3
.1 2
S
ol id
-p
h
a s eE
xt
r a ct
io n
2 7
2
.3
.3
D
et
e rm i
n at
io n
of
t
h
eL
o s s of N
ap
h
t
h
ale n e a n
d
I
t
sM
et
ab
ol i
t
e sd
u rin
g
S
am
p
l
eP
r o c e s s2 9
2
3
.4
S
am p l
eP
r ep
a r at
i
o nf
o rL
C
-
M
S/
M
S
A
n al y
si
s3 0
2
.3 4
.1
M
ed i
af
r om E F
T
-
4 0
0
a nd
J
C
B
-1
1
0
3 0
2
.3
.4
.2
E p
i d
e rm
i
s a nd D
e rm
i
s of
t
h
eE
F
T
-4
0 0
R
e c o n st
r u ct
s3
1
2
.3
.4
.3 S
k i
nR
e c o n st
r u ct
Su
p p
o rt
M
em b
r a n e3
2
2
4
I
m m
u n oh i
st
o ch
em i
st
ry
3 2
2
.4
.1 D
ep
a r af fm iz a
ti
o n a nd
R
eh
y
d
r at
io n
3 3
2
.4
.2
B
lo c
k i
ng
3
3
2
.4
.3
S
t
ai
ni
ng
3 4
2
.4
.
4
C
o v e r sl i
p p i
ng
a nd
P
h
oto
g
r ap
h
y
3 4
I I I
.R E
SU L T S
3
6
3
.1
A
n al
y
si
s of N
ap h
t
h
al
e n e a nd
I
t
sM
et
ab
ol i
t
e s36
3
.1 1
L
C
-
M
S /M
S
M
et
h
od
3 6
3
.1
.2
P
u ri fi c a
t
i
o n a nd
C
o n c e ntr a
t
io n
of
M
ed i
aS
am
p
le s
3
7
3 1 2 1 E
t
h
y
l
A
c et
at
eE
xtr a c
ti
o n3 7
3 1
.2 2
S
ol i d
P
h
a s eE
xt
r a ct
io n
3 9
3
.1 3
L
C
-
M
S/
M
S A
n al
y
si
s of
t
h
eSa
m
p
le s
4
0
3
.1
.3
.1
E
F T
-
4 0 0
a nd J C
B
-1 10
M
ed ia
4
0
3
.1
.3
.2
E F T
-
4 0 0
a nd
J C B
-1 1 0 R
•
•
3
.1 3
.3
S k i
nR
e c on st
ruct
S
up p
o rt
M
em
b
ra ne4 4
3
.1
.3
.4
S
um m
a ry
of
N
ap h
t
h
al
e n eD i
sp
o sit
i
o n4 4
3
2
I
m m
u n oh i
st
o ch
em i
st
ry
4 5
I V
.D I
S C U S SI
O N
5 1
4
.1
N
ap
h
t
h
al
e n eD
is
p
o si
t
i
o n5 1
4
.2 I
m m
u n oh i
sto c
h
em i
st
ry
A
s s ay
f
o rN
ap
h
t
h
y
l
-
K
e r at
in
A
d du c
ts
5 2
4
.3
C
om
p
a ri
s o n of
th
eSk in
R
e c o n str u c
t
s5 3
4
4 S
tu
d
y L
i m i
ta
t
io n s
5 3
4
.5 F
utu r e
Stu
d ie
s
5 4
4
.6
I
m
p
a ct
5
6
V
.C O N
C
L U SI
O N
5 7
•
L I
ST O
F F I
G U R
E S
F i g
u r e1
.P
r op
o s ed
n ap
h
t
h
al
e n em
et
ab
ol i
sm
i
nh
um
a n s[
ad
ap
t
ed
f
r om
W
ai d
y
a n at
h
a et
al
.,2
0 0
4
]
.2 2
F i g
u r e2
.T
h
e ch
r om
at
og
r am
of
n ap
h
t
h
al
e n e a nd i
t
st
h
r e em
et
ab
ol i
t
e si
n sp
i
k
ed
m
ed i
a aft
e rM
et
h
od
4
SP E
e xt
r a ct
i
o n3
7
F
i
g
u r e3
T
h
e am
o u nt
of
n ap
h
t
h
al
e n e(
|
ag
)
m
e a s u r ed i
nE F T
-4 0 0 m
ed ia
d
u ri
ng
t
h
e5
-d
ay
e x
p
o s u r ep
e ri
od
(
n=
l f
o r e a ch p
oi
nt
)
4 1
F
i
g
u r e4
.T
h
et
ot
al
am
o u nt
of
n ap
h
t
h
al
e n e(
|
jg
)
m
e a s u r ed i
nE
F T
-4
0 0
an
d J C B
-110
r e c o n st
r u ct
sd
u ri
ng
t
h
e5
-d
ay
e xp
o s u r ep
e ri
od
(
n=
l
f
o r e a ch
p
oi
nt
)
4 2
F
i
g
u r e5
.S
p
e ct
r a of
ap
o ole
d m
ed i
a s am
p
l
e c ol le c
t
ed f
r om
t
h
eE
F T
-4
0 0
r e c o n s
tr u c
t
e xp
o s ed
t
o3 1
,2 5
0
nm
ol
of
n ap
h
t
h
al
e n e4
3
F
i
g
u r e6
A
d
o s e-r e
l
at
ed i
n c r e a s ei
nd
et
e ct
ab l
e2
N K
1
ad d
u ct
le v e
ls
w
a s ob
s e r v ed i
nt
h
ee
p
i d
e rm i
s,b
ut
n ot
i
nt
h
ed
e rm i
s of
M
at
T
ek
E F T
-
4
0 0
sk i
n r e c o n st
r u ct
s, a
ft
e rt
h
r e et
op
ic a
l
e xp
o s u r e st
o n ap
h
t
h
al
e n e(
e v e ry
ot
h
e rd
ay
)
.A
nt
i
-
2N K 1
-g
r e e n(
A l
e x aF l
u o r4
8 8
)
;
n u cle a r
D
N A
-b l
u e
(
D
A P
-1
)
4
6
F i g
u r e7
.A
d
o s e
-r e
la
t
ed i
n c r e a s ei
nd
et
e ct
ab l
e2
N K
10
ad d
u ct
l
e v el
sw
a s ob
s e r v ed
i
nt
h
ee
p
i d
e rm is
,b
ut
n ot
in
t
h
ed
e rm i
s of
E
F T
-4 0 0
s
k in
r e c o n st
r u ct
s, aft
e rt
hr e e
t
op
i
c al
e x
p
o s u r e st
o n ap h
t
h
al
e n e(
e v e ry
ot
h
e rd
ay
)
.A
nt
i
-
2N K
1 0
-g
r e e n(
A l
e x aF
l
u o r4 8 8
)
;
n u c
le a r
D
N A
-b l
u e(
D
A P
-1
)
4
7
•
F i g
ur e8
.U
n exp
o s ed J C B
-1 1 0
(
l
eft
)
and E F T
-4 0 0
(
ri
g
h
t
)
r ec o n st
ru ct
sd
o not
sh
ow
any
I
N
K l
a n
d
2N K
l
-a
d d
u ct
s.J C B
-
1 10
r e c o n s
t
r u ct
s c o nt
ain
m
o r e c om
p
a ct
f
ib
r ob l
a st
sc o
m
p
a r ed
to
th
ed i
sp
e r si
o n of f
ib
r ob l
a st
s s e e nin
t
h
ed
e rm i
s of
t
h
eE F T
-4 0 0
r e c o n s
t
r u cts
.T h
e ep i
d
e rm i
s a nd
d
e rm i
s a r em
o r ed
ef
i
n ed
in
t
h
eE F T
-
4 0 0
r e c o n s
t
r u ct
s4 8
F
i
g
u r e9
.J C B
-
1
1 0
(
l
eft
)
a nd
E F
T
-4
0 0
(
ri
g
h
t
)
r e c o n st
r u ct
s e xp
o s ed
t
o1,
2
5
0
nm
ol
of
n ap
h
t
h
ale n e
s
h
ow
ed
s om
eI
N K
l
-a n
d
2N K
l
-a
d du c
t
s(
g
r e e n)
.A
t
t
h i
sd
o s ele v e
l
,t
h
eI N K l
-a n
d
2N
K l
-a
d d
u ct
s a r ep
r e s e nt
in
t
h
eb
a s al
l
ay
e r of
t
h
e ep
i d
e rm i
sw
e r e via
b
l
ek
e r ati
n o cy
te s a r e
p
r e s e nt
,b
ut
n ot
i
nt
h
e str a
t
um
c om
e um
4 9
F
i
g
u r e10
.J C B
-
1 1
0
(
l
eft
)
a nd
E F T
-4
0 0
(
ri
g
h
t
)
r e c o n st
r u ct
s e xp
o s ed
to
3 1,
2 5
0
nm
ol
of
n a
p
h
t
h
al
e n e sh
ow
ed
I
N
K l
- a nd
2
N K
l
-ad d
u ct
s(
g
r e e n)
t
hr o u
g
h
o ut
th
e ep
i d
e rm
is
in c
lu
d i
ng
th
e st
r at
im
i c om
e um
.T
h
ed i
st
i
n ct
i
o nb
et
w
e e nth
eb
a s al
c el l
s a nd
t
h
es
p
in o u s
k
e r at
i
n o cy
t
e sb
e c om
e si m
p
r e cis e
in
t
h
eJ
C B
-1 10
r e c o n st
r u ct
s5 0
•
•
•
L I S
T
O
F T
A B L E S
T
ab l
e1
M
S P
a r am
et
ersf
o rS
eg
m
e nt
1
a nd S
eg
m
e nt
2
i
nA P P I
2 5
T
ab l
e2
S
t
a nd
a rd
sA
n al y
z ed b
y L
C
-M
S
/
M
S w i
t
h A P P I
3 6
T
ab l
e3
.R
e c o v e ry
(
%
)
of
n ap
h
t
h
al
e n e a nd i
t
sm
et
ab
ol i
t
e sf
r om
sp
i k
ed m
ed i
a u si
ng
t
h
ed i f f
e r e nt
e xt
r a ct
io n
m
et
h
od
s3 8
T
ab
l
e4
.R
e c o v e ry
(
%
)
of
n ap
h
t
h
ale n e
a nd i
t
sm
et
ab
ol i
t
e sd
u ri
ng
s am
p
l
e c o n c e nt
r at
i
o n3 8
T
ab l
e5
.R
e c o v e ry
(
|
ag
)
of
n ap h
th
al
e n e a nd i
t
sm
et
ab
ol i
t
e sb
y
f
r a ct
i
o n u si
ng
S
P E
M
et
h
od 3
3
9
T
ab l
e6
.R
e c o v e ry
of
n ap
h
t
h
al
e n ef
r om
sp
i k
ed
t
i
s s u e c ul
t
u r em
ed i
a(
2
m
L
)
u si
ng
[
C
J
n ap
h
t
h
al
e n e a s a ni
nt
e r n al
st
a nd
a rd
4
0
T
ab
l
e7
.T
h
e am
o u nt
of
n ap h
t
h
al
e n e(
|
^g
)
i
nE F T
-
4 0
0 m
e
d
i
a c ol l
e ct
ed
aft
e r e a ch
n ap
h
th
al
e n ee x
p
o s u r e.4 1
T
ab
l
e8
.T
ot
al
am
o u nt
of
n ap
h
t
h
al
e n e r e c o v e r ed
(
i
^g
)
i
nE F
T
-4 0 0
a nd J C B
-1
1 0
m
ed i
a aft
e re x
p
o s u r et
o3 1
,2 5 0
nm
ol
of
n ap
h
t
h
al
e n et
h
r e et
im
e s e v e ry
ot
h
e rd
ay
4 2
T
ab l
e9
.T
h
ep
e r c e nt
of
n ap
h
t
h
al
e
n ein
t
h
em
ed i
a c ol l
e ct
ed
o v e rt
h
e5
d
ay
s of
e xp
o s u r et
on a
p
h
t
h
al
e n ef
r om
t
h
eE F T
-4 0 0
o r
J
C
B
-1
1 0
w
el l
•
L I ST O F A B B R E V
I
A T I O N S
•
•
1
,2
-D
H N
1
,2
-N
Q
1,
4
-D
H N
1
,4
-N
Q
1
,7
-D
H N
2
,6
-D
H N
1
-N
A
P
2
-N A
P
I N K l
I N K I
O
2N K 1
2N
K
10
3
D
A D
A
D
M
E
A P
C
I
A
P P I
D A
P I
D
M
E
M
F I T C
F L
G
F
M
O l
F
M
0
2
H
P
L C
H & E
I
g G
I
H C
1,
2
-d i h
y
d
r o xy
n ap h
t
h
ale n e
1,
2
-n a
p
h
t
h
ol
q
ui
n o n e1
,4
-d
i
h
y d
r o xy
n ap
h
t
h
ale n e
1,
4
-n a
p h
th
ol
q
ui
n o n e1,
7
-d i h
y
dr o x
y
n ap
h
t
h
ale n e
2
,6
-d i h
y
dr o x
y
n ap h
t
h
ale n e
1
-n ap
h
t
h
ol
2
,n
ap
h
t
h
ol
1
-n a
p
h
t
h
ol
-k
e r at
i
n-1
1
-n ap
h
t
h
ol
-k
e r at
i
n -1
0
2
-n ap
h
t
h
ol
-k
e r at
i
n -1
2
-n a
p
h
t
h
ol
-k
e r at
i
n-1
0
3
d i m
e n si
o n al
a
t
op
ic
d
e rm
at
i
t
i
sa
b
s o rp
t
i
o n,d is
t
ri b
ut
io n
,m
et
ab
ol i
sm
, a nd
e x c r et
i
o na
t
m
o sp h
e ri
c-p
r e s s u r e ch
em i
c al
-io n
i
z at
i
o na
t
m
o sp
h
e ri
c-p
r e s s u r ep
h
ot
oio n
i
z at
i
o n4
' ,6
-
d ia
m i di
n o-2
-p h
e ny l i
nd
ol
eD
ul b
e c c o'sm
od i f
i ed
e ag
l
e'sm
ed iu
m
f l
u o r e s c ei
ni
s ot
h i
o cy
a n at
ef
il
ag g
ri
ng
e n efl
a vi
n-d
ep
e nd
e nt
m
o n o o xy g
e n a s e s1
f l
a vi
n
-d
ep
e nd
e nt
m
o n o o xy g
e n a s e s2
h i
g
h
-p
e rf
o rm
a n c el i
q
ui d
ch
r om
at
og
r ap
h
y
h
em
at
o xy
l i
n
a nd
e o sin
i m m
u n og
l
ob
ul
i
nG
•
I R B
K
l
K
I O
L
O
Q
L
C
-M
S/
M
S
M
E
M
M
R
M
N H
D F
N
H E
K
P
A
H
P B P K
P B
S
P T F E
P V D F
R
'S/
N
S
P E
U P L C
U V R
i
n st
it
ut
i
o n al
r e vi
ew b
o a rd
k
e r at
i
n-1
k
e r at
i
n-1 0
l i m i
t
of q
u a nt
i fi
c at
i
on
l i
q
ui d
ch
r om
at
og
r ap
h
y
-
t
a nd
em m
a s s sp
e ct
r om
et
ry
m
i
ni
m
um
e s s e nt
i
al
m
ed i
um
m
ul
t
i p
l
e-r e a c
t
i
o nm
o ni
t
o ri
ng
n o r
m
al h
um
a nd
e rm
al fi b
r ob l
a st
sn o r
m
al h
um
a n ep i d
e rm
al k
e r at
i
n o cy
t
e sp
ol
y
cy
cl i
c a r om
at
i
ch
y
d
r o c a rb
o n sp h y
si
ol
og i
c al l y
b
a s ed
p h
a rm
a c ok
i
n et
i
cp
h
o sp
h
at
eb
uf f
e r ed
s al i
n ep
ol y
t
et
r afl
u o r o et
h y
l
e n ep
ol
y
vi
ny l i d
e n efl
u o ri d
ec o e
f
fi
ci
e nt
of
d
et
e rm i
n at
i
o ns
i
g
n al
t
o n oi
s e r at
i
os o
l i d p h
a s e e xt
r a ct
i
o nu
l
t
r a-h i g -h
-p
e rf
o rm
a n c el i q
ui d
ch
r om
at
og
ra
p h y
u
l
t
r a vi
ol
et
r ad i
ati
o n•
•
•
•
C
H
A
P T E
R
I
I
N
T R O D U C T I O N
1
.1
B
a ck g
r o u nd
T
h
e c u r r e nt
m
et
h
od
sf
o ri
n v e st
i
g
at
i
ng h
um
a nd
e rm
al
e xp
o s u r et
o xe
no
b i
ot
i
c s a nd
t
h
e c o n s eq
u e nt
to x
i
ci
t
y
a nd
adv e r s e
ef f
e cts
a r el
a ck i
ng
ab i
ol
og i
c al l y
r el
e v a nt
st
a nd
a rd m
at
ri
xf
o r s c r e e ni
ng
p
u rp
o s e sT
h
e r e c e nt
r ep
o rt
b
y
N
at
i
o n al A
c ad
em
y
of S
ci
e n c e s,T
o xi
ci
t
y T
e st
i
ng
i
nt
h
e2 1
^'C
e nt
u ry
(
N
R C
,2 0 0 7
)
h
a sb
e c om
et
h
e r o ad m
ap
f
o rt
h
ed
e v el
op
m
e nt
a nd
ut
i l i
z at
i
o n of
m
o r ep
r ed i
ct
i
v ei
n vi
tr o
m
od
el
s of b i
ol
og i
c al
r e sp
o n s ei
nh
um
a n ri
sk
as
s es s
m
e nt
.T
h
e sk i
n a nd
t
h
er e s
p
i
r ato r
y
ep
i
t
h
el i
um
a r et
h
ef i
r st
si
t
e s of
ai
rb
o r n e e n vi
r o rm
i e nt
al
e xp
o s u r e a nd
,t
h
u s, a r eb
ot
h
m
aj
o rt
a rg
et
sf
o r x e n ob i
ot
i
c e xp
o s u r e a nd
to x
i
ci
t
y
.T
h
el
o ng
-
t
e rm
ob
j
e ct
i
v e of
o u rl
ab
o r at
o ry
i
st
oi
n c r e a s et
h
e u s e of h
um
a nt
i
s s u e s a s s u r r og
at
e sf
o rh
um
a n e xp
o s u r e sf
o r e v al
u at
i
o n of
t
o xi
ci
t y
a n
d
s af
et y
a s s e s sm
e nt
H
um
a nt
i
s s u e r e c o n str u c
t
a s s ay
s c a np
r o vi d
ed
at
af
o rt
h
ei d
e nt
i f
i c at
i
o n of
t
i
s s u e-sp
e ci fi
cb i
om
a rk
e r s a nd
t
h
ed
e v el
op
m
e nt
of
c om
p
ut
at
i
o n al
t
o xi
c ol
og y
,g
e n om
i
c, a nd
b i
oi
nf
o rm
at
i
c a n al
y
s e st
h
at
ai d i
nd
efi
ni
ng p
at
h w
ay
s of
, a nd
p
r ed i
ct
h
um
a nt
o xi
ci
t y t
o ,t
h
ep
a r en t
c o
m
p
o u nd
s a nd m
eta
b
ol i
t
e sS
u c c e s sf
ul d
e v el
op
m
e nt
of
t
h
e s et
o ol
sw i
l
l h
a v et
h
e ad d
ed b
e n efi
t
o
f d
e c r e a si
ng t
h
e n um b
e ra
nd
c
o st
of
a ni m
al
s r eq
ui
r ed f
o rp
r e cl i
ni
c al
t
o xi
c ol
og y
a nd
s af
et
y
a s s e s s
m
e nt
.F
u rt
h
e rm
o r e,w i d
e sp
r e ad
u s e of h
um
a nt
i
s s u e r e c o n str u c
t
si
n vi
t
r oi
n st
e ad
of
m
o n ol
ay
e r c el l
c ul
tu r e s
w
o ul d b
et
r a n sf
o rm
at
i
v e, a nd w
o ul d
ai d i
n v e st
i
g
at
i
o n of
t
i
s s u e-s
p
e ci fi
cx e n o
b i
ot
i
cm
et
ab
ol i
sm i
n e xp
o s ed h
um
a np
op
ul
at
i
o n s.T
h
eh
um
a nt
i
s s u e r e c o n str u c
t
s a r e al
s oa
m
e n ab l
et
of
u rt
h
e rd
e v el
op
m
e nt
f
o rh i
g
h
•
•
s u s c e
p
t
i b i l it
i
e s, a nd
c om
p
ut
at
i
o n al
t
o xi
c olo
g y
,b y
m
ai
nta
i
nin
g
c el l
ula r
c om m
u ni
c at
i
o n a nd
p h y
si
ol
og y p
r e s e nt
in
i
n vi
v o sk i
n1
.2
S k i
n :S t
r u ct
u r e a nd F
u n ct i
o nM
y
r e s e arch
fo c u s e s
o nth
e sk i
n a s am
et
ab
ol i
c o rg
a n a nd
ro ut
ef
or sy
st
em
i
c e xp
o s u r e a nd
t
o xic
it
y
T
h
e sk i
np
r o vi d
e s s e v e r al
v e ry
i m
p
o rt
a nt
f
u n ct
i
o n si
n cl
ud in
g
t
h
e r eg
ul
at
i
o n of
th
eb
od
y
'st
em
p
e r at
u r e a nd w
ate r
b
al
a n c e, s e n s at
io n
,p
r ot
e ct
io n
(p
h
y
si
c al b
a r ri
e r)
, a nd m
et
ab
ol i
sm
(
P
o et
&
M
cD
o ug
al
,2 0 0
2
)
.T h
e s em
ult
i p l
ef
u n ct
io n a
l
r ol
e s of
t
h
e sk i
n a sw
el l
a si
t
s st
r u ct
u r al
v a r
i
ati
o n st
h
r o ugh
o ut t
h
eb
od y
a nd i
nt
e r-i
nd iv
i d
u al d i f f
e r e n c e sm
ak
ei
t
ad
i f fi
c ul
t
e xp
e ri m
e nt
al
m
ed i
um
t
o ob
t
ai
nto x
i
cit
y
a nd m
eta
b
ol i
sm d
at
a.T
h i
s v a ri
at
i
o n c a nb
ei l lu s
t
r at
ed b
y
c om
p
a ri
ng
th
et
h ic
k
n e s s of
t
h
e st
r at
um
c om
e um
o rth
e n um b
e r of
h
ai
rf
ol l i
cl
e sp
e r cm
^i
nd i f f
e r e nt
a r e a s of
th
eb
od
y
.T
h
e a v e r ag
e st
r atu
m
c om
e um
t
h i
ck
n
e s s of
th
ef
o r e a rm i
s1 6 i
^m
,4
0 0
\
xm f
o rth
ep
al m
,a n
d
15
|
jm fo r
t
h
e ab d
om
e n am
o ng m
e n(
Sc
h
e up
l i
e n& B l
a nk
,1
9
7
1
)
T
h
e a v e r ag
e n um b
e r of
h
ai
rfo
l l i
cl
e s at th
e s e si
te s
i
s9 5
,0
, a nd
1 5
p
e r cm
^, r e s
p
e ct
iv e
l
y
(
S
ny
d
e r et
al
.,
1
9 9
2
)
.T h
e sk i
n c o n sis
t
s of
t
w
od
i
st
in c
t
la
y
e r s,t
h
e ep i
d
e rm i
s a nd
th
ed
e rm i
s.T
h
e s etw
ola
y
e r se x
h i
b
it
v a st
l y d
i f f
e r e nt
f
u n cti
o n s, a nd
c o nt
ai
nd i f f
e r e nt
c el l
ul
a r c om
p
o n e nts
.T h
e r el
at
i
o n sh i
p
b
et
w
e e nt
h
e s et
w
ol
ay
e r si
s r eq
ui
r ed f
o r c el
l
ul
a r c om m
u ni
c at
i
o n ,t
h
e e x ch
a ng
e of
n ut
ri
e nt
s, a nd
a
b
s o rp
t
i
o n,d
eto x
i fi
c at
io n
, an
d /
o r e x c r et
io n
of
x e n ob i
oti
c s.T
h
e o ute r
m
o st
la
y
e r,th
e ep
i d
e rm
i
si
s ad
y
n am i
cb
a r ri
e rt
h
at
c o nt
i
n u al
l
y p
r od
u c e s c o r ni fi
ed
c el l
s a nd k
e r at
in
t
o a ct
a s ap
h
y
si
c al
b
a r ri
e r.K
e r at
i
n o cy
t
e s c om
p
ri
s e>
9 0
%
of
t
h
e c el l
sin
t
h
e ep
i d
e rm
al l
ay
e r a nd
a r ed
e riv e
d f
r om
t
h
eb
a s al m
em b
r a n e of
t
h
e ep
i d
e rm i
s,w h i
ch d i f f
e r e nt
ia
t
ein
t
o sq
u am
o u s c el l
s, a nd
e v e nt
u al l
y
fl
ak
e of f
(
E
ck
e rt
,1 9 9 1
)
.T h i
sp
r o c e s s of
d
e sq
u am
at
i
o n o c c u r s c o nt
i
n u o u sl y
o n e c el l
ula r
la
y
e r at
a
ti m
ei
nh
e alt
h y
sk i
n .K
e r at
in o c
y t
e sp
r od
u c e a st
r u ctu r a
l p
r ote
i
n c al le
d k
e r at
in
t
h
at
s e r v e s a s a•
•
p
h
y
si
c al b
a r ri
e r a nd
h
a st
h
ep
ot
e nt
i
al
t
o s eq
u e st
e r x e n ob i
ot
i
c sb
y
ad
d
u ct
i
o n .I
nt
h i
sm
a n n e r ,x e n o
b i
ot
i
c s a r e el i m i
n at
ed f
r om
t
h
eb
od
y
a st
h
e o ut
e rl
ay
e r s of
t
h
e ep
i d
e rm i
s a r e sh
ed
.A
n ot
h
e rc e
l l
r e si d i
ng
w i
t
h i
nt
h
eb
a s al l
e v el
of
t
h
e ep
i d
e rm i
si
st
h
em
el
a n o cy
t
e,w h i
ch
p
r od
u c e st
h
ep
i
g
m
e nt
m
el
a ni
nf
o rp
r ot
e ct
i
o nf
r om
ul
t
r a vi
ol
et
r ad
i
at
i
o n(
U V
R
)
T
h
em
el
a n o cy
t
e s e c r et
e sp
a ck
et
s of m
el
a ni
nt
h
at
a r et
ak
en
up
b
y
ad
j
a c en t
k
e r at
i
n o cy
t
e st
op
r ot
e ct t
h
ei
r n u cl
ei f
r om U V R
.I
nt
h
ep
r ol i f
e r at
i
ng
b
a s al l
ay
e r,t
h
em
el
a n o cy t
et
ok
e r at
i
n o cy t
e r at
i
oi
s1
:5
.M
el
a n o cy
t
e si
nt
e r a ct
d i
r e ct
l
y
w i
t
h k
e r at
i
n o cy
t
e st
h
r o ug
h d
e nd
ri
t
i
cp
r oj
e ct
i
o n s(
S
a nt
i
ag
o-W
a
l k
e r et
al
,2 0 0 9
)
.T
h i
sp
r o c e s s of d
el i
v e ri
ng
m
el
a ni
nt
h
r o ug
h m
el
a n o s om
ep
a ck
et
si
s a ni
m
p
o rt
a nt
p
r o c e s si
nt
h
ed
e v el
op
m
e nt
of
sk i
nd i
s e a s e, a nd
p
ot
e nt
i
al l y i
nt
h
e ab
s o rp
t
i
o n of
x e n ob i
ot
i
c s.T
h
e r ef
o r e ,k
e r at
i
n o cy
t
e s a nd m
el
a n o cy
t
e s a r et
h
efi
r st
l i
n e of d
ef
e n s ef
o rd
e rm
al
e xp
o s u r e s.T
h
ed
e rm i
s c o n si
st
sp
ri m
a ri l
y
of fi b
r ob l
a st
s a nd i
sm
u ch m
o r e st
r u ct
u r al l
y
c om
p
l i
c at
ed
t
h
a n ep
i d
e rm i
s, c o n
t
ai
ni
ng p
o r e s a nd h
ai
rf
ol l i
cl
e st
h
at
a r ed
e ri
v ed i
nt
h
ed
e rm
i
s a nd
ef fl
u xt
h
r o ug h
t
h
e ep
i d
e rm i
s.H
ai
rf
ol l i
cl
e s a nd
p
o r e s a r ep
ot
e nt
i
al
r o ut
e sf
o r x e n ob i
ot
i
c st
og
ai
n e nt
ry
i
nt
oth
ed
e rm i
st
h
r o ug
h
t
h
e ep i
d
e rm
i
sw
i
t
h
o ut
i
nt
e r a ct
i
ng
w i
t
h
t
h
eb
a r ri
e rp
r op
e rt
i
e s of
t
h
ee
p
i d
e rm i
s.T
h
ed
e rm i
sp
r o vi d
e st
h
e st
r u ct
u r e a nd
e n vi
r o rm
i e nt
n e ed
ed
t
o s up p
o rt
n e r v e a nd
v a s c u
l
a r n et
w
o rk
s a nd
ap p
e nd
ag
e s r eq
ui
r ed
t
o s up p
o rt t
h
e ep
i d
e rm
i
s(
E
ck
e rt
,1 9 9 1
)
.X
e n ob i
ot
i
c st
h
at
p
e n et
r at
et
h
r o ug
h
t
h
e ep
i d
e rm
i
si
nt
ot
h
ed
e rm i
sh
a v e ag
r e at
e r ch
a n c e of b
ei
ng
ab
s o rb
ed i
nt
os
y
st
em i
c ci
r c ul
at
i
o n a nd d i
st
ri b
ut
ed
t
h
r o ug
h
o ut t
h
eb
od
y
b
e c a u s e of
t
h
e n et
w
o rk
of b l
o od
v e s s e
l
s.T
h
e st
r u ct
u r al
c om
p
o n e nt
s of
t
h
ed
e rm i
s a r e s up p
o rt
ed b
y
fi b
r ob l
a st
sT
h
ep
ri m
a ry
f
u n ct
i
o n of fi b
r ob l
a st
si
st
h
e sy
nt
h
e si
s a nd
r em
od
el i
ng
of
c o rm
e ct
i
v et
i
s s u ep
r ot
ei
n s.I
n ad di
t
i
o n ,fi b
r ob l
a st
s s e c r et
c ol l
ag
e n a s e a nd
g
el
at
i
n
a s e,
w h i
ch f
u n ct
i
o ni
n r em
od
el i
ng
of
c ol l
ag
e nfi b
ri l
s•
t
1
.3
M
od
el
sf
o rD
e rm
al T
o xi
ci t y
T
e st
i
ng
D
e rm
al
t
o xi
ci
t
y
i
sg
e n e r al l
y
a s s e s s ed
u si
ng
a ni m
al
, c el l
c ul
t
u r e, a nd
e x ci
s ed
sk i
nm
od
el
s.E
a ch
o
f
t
h
e s em
od
el
sp
r o vi d
ei m
p
o rt
a nt
b
ut
l i
m
i
t
ed
i
nf
o rm
at
i
o n o nd
e rm
al
t
o xi
ci
t
y
, a nd
n o n e a r es u
it
ab l
ef
o r r ap
i d
s c r e e ni
ng
f
o rt
o xi
c ef f
e ct
s of
x e n ob i
oti
c s.1
.3
1
A
ni m
al
M
od
el
sA
ni m
al m
od
el
sf
o ri
n v e st
i
g
at
i
ng
ab
s o rp
t
i
o n ,di
st
ri b
ut
i
o n,m
et
ab
ol i
sm
, a nd
e x c r et
i
o n(
A
D
M
E
)
a n
d
t
h
e ef f
e ct
s of
x e n ob
i
ot
i
c si
nt
h
e sk i
n a r e c o n si d
e r ed
p
r ob
l
em
at
i
c.F
i
r st
, r od
e nt
sk
i
ni
ss
i
g
ni f
i c a nt
l
y
d i ff
e r e nt
f
r om h
um
a n sk i
ni
nit
s a r ch i
t
e ct
u r e a nd
t
h
u s,m
ay
h
a v e c o n si d
e r ab l
y
d i f f
e r e nt
r e sp
o n s et
o x e n ob
i
ot
i
c e xp
o s u r e c om
p
a r ed
to
h
i im
a n sk i
n(
C
h
i
l
c ot t
,2 0 0 8
)
.T h
em
o u s ee
p
i d
e rm
i
si
sth i
n c o n si
st
i
ng
of
am
o n ol
ay
e r ed b
a s al
c om
p
a rt
m
e nt
w it
h
ab
o ut t
w
ot
of
i v el
ay
e r s of
l i
vi
ng
s up
r ab
a s al
c el l
s, c om
p
a r ed
t
o5
t
o1
0
l
ay
e r s of
s up
r ab
a s al
c el l
si
nh
um
a n sk i
n(
S
ch w
ei
z e r,19 9 3
)
.T
h i
sd i f f
e r en
c e al
on
e ch
a ng
e st
h
ef
u n ct
i
o n al it
y
of
t
h
e sk i
nb
y p
r o vi d in
g
l
e s s of
ab
a r ri
e r.T h
ed
e n sit
y
of h
ai
rf
ol l i
cl
e si
n r od
e nt
sk i
ni
s al
s od i f f
e r e nt
.U
nl i k
ei
n r od
e nt
s,t
h
eh
ai
rf
ol l i
cl
e si
nh
um
a n sk i
n a r ed i
st
ri b
ut
ed
u n e v e nl
y
,t
h
u s,l
e a vi
ng
a r e a s of
p
ot
e nti
al
e xp
o s u r ew it
h l it t
l
e o r n of
ol l i
cl
e s.F
u rt
h
e r,i
nm
i
c et
h
em
el
a n o cy
t
e s a r e c o n c e nt
r at
ed i
nt
h
eh
ai
rf
ol l i
cl
e si
n c o nt
r a st t
oh
um
a n sk i
n ,w h
e r em
el
a n o cy
t
e s a r ep
r e s e nt
i
nt
h
eb
a s al l
ay
e r of
th
e ep
i d
e rm
i
s(
B
r oh
em
et
al
. ,2 0 10
)
.1 3
.2
I
nV
i
t
r oC
el l
-c u
lt
u r eM
od
el
sM
o n ol
ay
e rh
um
a n c el l
-c ult
u r em
od
el
s e xi
st
i
n a n u nd i f
f
e r e nt
i
at
e
d
st
at
e u nl i
k
eth
e c el l
si
nh
um
a ns
k i
n o rt
h
r e e-d i m
e n s