Summary
Estamos medindo a sensibilidade ea ativação de células mastro mecânico perigenital na próstata masculina de camundongos C57BL / 6 que foram submetidos a um paradigma de estresse precoce - separação materna neonatal, de modo a induzir um modelo pré-clínico de síndrome de dor pélvica / crônica prostatite crônica.
Abstract
Prostatite crônica / síndrome de dor pélvica crônica (CP / CPPS) tem uma prevalência de 14% e é o diagnóstico urológico mais comum entre homens com idade inferior a 50, no entanto, é a desordem de dor pélvica crônica menos compreendidas e estudadas. Um subconjunto significativo de pacientes com dor pélvica crônica relatório ter experimentado estresse precoce ou abuso, que pode afetar significativamente o funcionamento ea regulação do eixo hipotálamo-pituitária-adrenal (HPA). Activação de mastócitos, que se demonstrou ser aumentada na urina e expresso de secreções prostáticas doentes CP / CPPS, é parcialmente regulado por activação a jusante do eixo HPA. Neonatal separação materna (SMN) tem sido usado por mais de duas décadas a estudar os resultados de estresse precoce em modelos de roedores, incluindo alterações no eixo HPA e sensibilidade visceral. Aqui nós fornecemos um protocolo detalhado para a utilização NMS como um modelo pré-clínico da CP / CPPS em machos C57BL / 6. Nós descrevemos a metodologiapara a realização de NMS, avaliando a alodinia mecânica perigenital, e evidência histológica de ativação de mastócitos. Nós também fornecemos evidências de que o estresse psicológico precoce pode ter efeitos duradouros sobre o sistema urogenital masculina em ratos.
Introduction
A dor pélvica crônica não é em si uma doença, mas sim um termo associado com a dor espontânea em curso e / ou evocado experimentado por pacientes com diagnóstico de síndrome do intestino irritável (IBS), cistite / síndrome da bexiga dolorosa intersticial (IC / PBS), vulvodynia, ou síndrome de prostatite crônica / dor pélvica crônica (CP / CPPS). Estas síndromes são frequentemente comorbidade e partilham muitas características em que eles não têm qualquer patologia associada ou etiologia subjacente identificado, embora a disfunção no sistema imunológico, sistema nervoso central, sistema nervoso periférico e tem sido demonstrado que contribuem para a manutenção e a progressão dessas doenças 1 -3. Os pacientes com dor pélvica crónica são mais propensos a apresentar sintomas de adicional, não-relacionadas distúrbios de dor pélvica funcionais e transtornos de humor, incluindo a ansiedade, depressão, distúrbios de pânico e 4-6, que tem sido associado com a funcionamento alterado do hipotálamo hipófiseadrenal (HPA) 7-10. A exposição ao estresse precoce ou trauma é um importante fator de risco para o desenvolvimento de anormalidades HPA e síndromes de dor crônica associados 10,11 e, como tal, um subconjunto significativo de pacientes com transtornos de dor pélvica funcionais relatam ter experimentado efeitos adversos da infância, como abuso ou negligência 12-14.
Modelos de roedores de separação materna neonatal (SMN), que envolve a remoção os filhotes de suas mães por um determinado período de tempo durante o período de pré-desmame, foram utilizados para as últimas duas décadas a estudar os resultados de estresse precoce. Em geral, a NMS foi mostrada para aumentar a ativação do eixo HPA, e comportamentos de ansiedade semelhante resultantes, afectando directamente a expressão de genes dentro do hipotálamo, bem como perturbando a regulação a jusante a partir de estruturas límbicas 15-18. Perturbação de funcionamento correcto do eixo HPA foi mostrado para contribuir para o aumento da colorrectal 19-22 16 sensibilidade apresentada por roedores NMS modelos, mas, apesar de extensa caracterização do efeito a longo prazo de inflamação da bexiga pós-natal 23-25, o impacto do estresse precoce foi amplamente ido unstudied nos órgãos urogenitais. Portanto, o estudo a seguir descrevem como executar NMS em ratos e, posteriormente, avaliar a sensibilidade mecânica perigenital e infiltração de mastócitos / activação na próstata para validar o uso de camundongos machos NMS como um modelo pré-clínico para CP / CPPS.
De todos os distúrbios da dor pélvica crônica diagnosticada, CP / CPPS é talvez a síndrome menos bem reconhecido e caracterizado, apesar de ter uma prevalência de cerca de 14% 26 e custos anuais de doentes estimados em 4,400 dólares (o dobro da dor lombar ou artrite artrite 27). Os pacientes com CP relatório / CPPS dor no períneo, reto, próstata, pênis, testículos, e / ou abdômen 28, experimentar um oigher grau de estresse psicológico do que os pacientes de controle 29, e comumente presentes com sintomas de ou são diagnosticados com dor ou transtornos de humor pélvicas crônicas de comorbidade 5,29-31. Infecção recorrente, epitélio com goteiras, inflamação neurogênica, e autoimunidade têm sido imaginado como potenciais causas subjacentes da CP / CPPS 2,32,33, assim como a ativação de mastócitos e degranulation 34. Secreções prostáticas expressa a partir de homens com CP / CPPS tinha aumentado triptase de mastócitos e factor de crescimento do nervo (NGF), os níveis 34, e um estudo mais tarde confirmado que a triptase e carboxipeptidase A (CPA3), um marcador de activação de mastócitos, foram também aumentadas no urina de pacientes com CP / CPPS 35. O papel potencial de mastócitos no início e manutenção da CP / CPPS tem sido um importante foco de pesquisas com animais sobre essa síndrome até agora. O modelo de roedor mais comumente empregado usado para estudar CP / CPPS é uma prostatite auto-imune experimental (EAP) modelo genrado pela injecção subcutânea do antigénio da próstata em adjuvante completo de Freund, o que resulta em graus variados de inflamação prostática dependendo das espécies e estirpes utilizadas 34,36-39. Infiltração de mastócitos e ativação / desgranulação foi mostrado para aumentar após a indução da EAP 34,35,40. Camundongos transgênicos deficientes em ambos os mastócitos 34 ou o receptor tryptase PAR2 35 não desenvolver a sensibilidade tática prostática seguinte EAP, ao contrário de ratos do tipo selvagem EAP. Embora este modelo pré-clínico replica muitas das características de PB humano / CPPS, o protocolo de indução não é indicativo da condição humana, que tem uma etiologia diversa e muitas vezes não envolvem inflamação directa, infecção ou lesão da próstata.
A influência do estresse precoce no desenvolvimento de CP / CPPS em seres humanos foi amplamente ido sem investigação; no entanto, um estudo realizado por Hu et al. 41, demonstrou que men que relatou uma história de infância físico, emocional e / ou abuso sexual foram significativamente mais propensos a apresentar sintomas sugestivos de CP / CPPS. Além disso, eles mostraram que tanto a dor e escores urinários foram aumentados em pacientes com história de abuso físico e emocional. Nós já demonstrado que o mesmo paradigma NMS em fêmea C57BL / 6 ratos produz hipersensibilidade vaginal e a expressão do gene anormal tanto na vagina e bexiga sugestivo de HPA disfuncional eixo de saída 16. Esta evidência combinada com a alta prevalência de CP / CPPS pacientes que apresentam outras comorbidades 42, incluindo IC / PBS e transtornos de humor, que foram mais claramente demonstrado que é relacionada com a exposição estresse precoce 12-14, fornece a justificativa para o uso de um modelo NMS para investigar CP / CPPS em camundongos.
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Protocol
Todas as experiências descritas neste protocolo estão em conformidade com as diretrizes do NIH, em conformidade com as orientações especificadas pela University of Kansas Medical Center Institutional Animal Care e do Comitê Use.
1. Separação Materna Neonatal (SMN)
- Monitorar barragens grávidas diariamente para nascimentos de maca.
Nota: O dia da ninhada nasce é considerado P0. - No P1, retire a barragem da gaiola e coloque em um recipiente secundário limpo.
- Esfregue um punhado de roupas de cama entre as mãos limpas de luvas para manter cheiro da gaiola.
- Adicionar uma profundidade de 1-2 cm da cama gaiola em um ambiente limpo, devidamente rotulados 2 copo de vidro G. Adicionar aproximadamente metade de qualquer material adicional enriquecimento de cama que está presente na gaiola, por exemplo, nestlet, papel da dobra, para a taça de vidro.
- Suavemente colocar todas as crias de uma única ninhada, individualmente, no mesmo copo.
- Coloque imediatamenteo copo numa incubadora mantida a 33 ° C e 50% de humidade durante 180 minutos.
- Remova a barragem do recipiente secundário e devolvê-la para a gaiola casa. Retorne a gaiola para seu local de moradia adequada dentro do viveiro.
- Repita esse procedimento para cada ninhada passando por NMS, usando luvas limpas e recipientes secundários para cada ninhada / barragem.
- No final do período de separação de 180 min, as ninhadas retornar às suas gaiolas de alojamento na mesma ordem em que foram removidos.
- Recuperar a gaiola da primeira ninhada que foi separado no início do dia. Remova a barragem da gaiola e coloque em um recipiente secundário limpo.
- Remova a primeira taça da incubadora e esfregue um punhado de roupas de cama entre as mãos enluvadas limpas para manter cheiro da gaiola durante o manuseio dos filhotes.
- Suavemente mover os filhotes, individualmente, a partir da taça para a gaiola de origem.
- Retorne qualquer enriquecimento e roupa de cama restante no copo dea gaiola de origem.
- Retornar à barragem do reservatório secundário para a gaiola para casa e devolvê-lo ao seu local de moradia adequada dentro do viveiro.
- Lavar o copo com água e devolvê-lo para a incubadora. Utilizar o mesmo copo para cada ninhada durante todo o procedimento de separação.
- Repetir este procedimento para cada ninhada submetidos NMS na mesma ordem em que foram colocados na incubadora.
- Repita este procedimento inteiro para cada ninhada NMS submetidos todos os dias através de P21.
- Desmamar filhotes NMS e ingênuos sobre P22, colocando ninhada do mesmo sexo juntos em gaiolas limpas completas com comida e água. Filhotes ingênuos devem nascer e ser alojados sob as mesmas condições que os ratos NMS, mas passam por nenhum tratamento adicional fora das tarefas normais de produção animal.
2. Perigenital sensibilidade mecânica
- von Frey Setup Aparelho
- Traga os ratos para a sala de ensaios e permitir-lhes para se aclimatar para 30minutos mantendo-se nas suas gaiolas.
- Preparar a área de teste, colocando um resguardo absorvente embaixo de um mesa-top de malha de arame elevada (79 centímetros x 28 cm) que oferece espaço suficiente para permitir que o investigador se aproximar do lado de baixo, sem assustar os ratos, cerca de 55 centímetros de altura.
- Coloque até 12 ratos, individualmente, em câmaras de plástico transparente, perfurado (11 cm x 5 cm x 3,5 cm) na parte superior da tabela de malha de arame. Coloque um objecto pesado em cima das câmaras para evitar ratos de escapar.
- Aclimatar os ratos durante mais 30 minutos adicionais na tela antes da determinação do limiar de retirada.
- Avaliação Perigenital sensibilidade mecânica
- Execute o método de cima para baixo usando um conjunto padrão de classificados monofilamentos de von Frey 43. Use as seguintes monofilamentos: 1,65 g, 2,36 g, 2,83 g, 3,22 g, 3,61 g, 4,08 g, 4,31 g e 4,74 g.
- Segurar a base do monofilamento de 3,22 g e expor o mono retraídafilamento.
Nota: Alguns modelos podem não ter um monofilamento retraída. - Situar a sonda de modo que o monofilamento é orientado verticalmente e quando o mouse está em alerta, imóvel, e seu peso do corpo é distribuído igualmente entre as patas traseiras aplicá-lo a qualquer um o lado esquerdo ou direito do escroto, evitando a linha média, até um ligeiro curvatura é observado no filamento.
- Segurar o monofilamento no lugar durante 10 segundos ou até que o animal apresenta uma resposta positiva.
Nota: Uma resposta positiva é considerada um empurrão rápido ou saltar em resposta à aplicação de monofilamento ou lamber ou morder comportamento dirigido para o monofilamento. Se o mouse se move durante a aplicação de monofilamento de 10 segundos sem exibir estes comportamentos, o monofilamento deve ser testada novamente após um período mínimo de descanso de 1 min de duração. Se um rato nem se move nem apresenta qualquer um dos comportamentos listados acima durante a aplicação de monofilamento de 10 segundos, é considerada uma resposta negativa. - Grave a resposta, seja positiva ou negativa, em um caderno de anotações ou laptop e repetir este procedimento em todos os restantes ratos usando a 3,22 g monofilamento.
- Testar todos os ratos novamente usando o seguinte monofilamento apropriada. Nota: Se o rato exibiram uma resposta negativa ao monofilamento de 3,22 g, aplicam-se a 3,61 g de monofilamento do mesmo modo e gravar a resposta. Se o mouse exibiram uma resposta positiva para o monofilamento 3,22 g, aplique a 2,83 g monofilamentos e gravar a resposta.
- Segurar a base do monofilamento de 3,22 g e expor o mono retraídafilamento.
- Continue testando cada rato utilizando a próxima monofilamento maior ou menor, consoante o caso, durante quatro aplicações adicionais após a primeira resposta positiva é observada.
- Retorno ratos para gaiolas.
- Utilizar o valor da última monofilamentos de von Frey aplicado na série experimental em unidades logarítmicas para calcular um limiar de retirada de 50% g como descrito em Chaplan et ai. 43.
- Execute o método de cima para baixo usando um conjunto padrão de classificados monofilamentos de von Frey 43. Use as seguintes monofilamentos: 1,65 g, 2,36 g, 2,83 g, 3,22 g, 3,61 g, 4,08 g, 4,31 g e 4,74 g.
- Processamento de Tecidos
- Dissecar tecido da próstata 44 a partir de ratos que foram perfundidos com intracardial gelada paraformaldeído a 4% 45. Sufixo o tecido em paraformaldeído a 4% durante 1 h à TA e depois cryoprotect em sacarose a 30% em 1x PBS a 4 ° CO / N.
- Prepara-se uma pequena (30 ml) Banho de heptano e colocá-lo em gelo seco.
- Lavar o tecido da próstata em 1x PBS e secar com um dever luz wipe.
- Insira o tecido da próstata para o heptano frio até que seja congelado.
- Imediatamente coloque o tecido da próstata congelado em um cryomold contendo meios de montagem e colocar no gelo seco até congelados.
- Loja cryomolds a -20 ° C.
- Transversalmente cortar o tecido da próstata em 7 criocortes micrometros de espessura, utilizando um criostato.
- Colocar 8-12 criocortes não seriados que abrangem o comprimento do tecido, em lâminas de microscópio com carga positiva.
- Loja terminado lâminas a -20 ° C até posterior processamento.
- Preparando Acidificado Azul de Toluidina
- Adicionar 1 g de Azul de Toluidina O para 100 ml de etanol a 70% e vortex até que em solução para preparar uma solução stock de 1%. A solução-mãe pode ser armazenado à temperatura ambiente durante até três semanas.
- Adicionar 1 g de NaCl a 100 ml de água num copo colocado no topo de uma placa de agitação.
- Ajustar o pH da solução de NaCl utilizando HCl 12 M até uma gama de pH 0,5 - 1,0 é alcançado.
- Preparar a solução de azul de toluidina a trabalhar a 0,25% por combinação de 8 mL da solução stock de Toluidina Azul e 32 ml de solução de NaCl a 1%. Pipeta cima e para baixo para garantir a incorporação total da solução estoque Azul de Toluidina e misturar utilizando um vórtice. A solução de trabalho deve ser feito fresco e descartados após o uso.
- A coloração da próstata Cortes congelados
- Retirar as lâminas a serem processados a partir do congelador e deixar equilibrar à temperatura ambiente durante cerca de 30 mdentro.
- Lavam-se as secções de tecido por imersão individualmente as lâminas durante cerca de 1 segundo para um tubo cónico de 50 ml contendo um volume suficiente de 1x PBS para assegurar que as secções de tecido em lâminas vão ser completamente submerso. Deixar as lâminas secar ao ar numa toalha de papel.
- Colocar as lâminas em um frasco de vidro para coloração contendo suficiente trabalhar solução azul de toluidina a 0,25% para assegurar que as secções de tecido em lâminas vão ser completamente submerso e incubar durante 10 - 15 min, enquanto numa plataforma oscilante fixada em 15 rpm.
- Dip slides em 1x PBS para aproximadamente 1 segundo para lavar o excesso de Azul de Toluidina.
- Colocar as lâminas em uma caixa de corrediça ou cremalheira, de tal maneira que as lâminas estão nos seus lados para permitir a drenagem.
- Secam-se as lâminas em um forno a 37 ° C durante um mínimo de 2 horas ou O / N à temperatura ambiente.
- Desidratam rapidamente os slides usando álcool, permitindo que os slides para secar completamente entre as exposições de álcool. Lâminas secas por drenagem em uma toalha de papel umand de limpeza costas e bordas com um dever luz wipe.
- Mergulhe as lâminas em 95% EtOH durante cerca de 1 seg e deixe secar completamente. Repita este procedimento 1-10 vezes até que o tecido seca mais azul do que roxo.
- Mergulhe as lâminas em EtOH a 100% para aproximadamente 1 segundo e deixe secar completamente. Repita este procedimento 1-10 vezes até que o tecido é escuro para azul médio, mas não roxo.
- Corrigir a mancha por incubação das lâminas em 100% de xileno por 3 min. Deixe secar.
- Lamela os slides com glicerol, PBS ou mídia de montagem permanente à base de xileno. Escorra o excesso de mídia e armazenar a RT.
- Quantificando mastócitos
- Visualize as secções de tecido azul-toluidina manchadas com ampliação de 20x usando microscopia de luz (Figura 2).
- Contar o número total de mastócitos presentes dentro da área visualizada e diferenciar entre mastócitos desgranulados e não-desgranulados. 40X Magnificatião pode ser necessário para confirmar o estado de granulação em alguns mastócitos.
Nota: os mastócitos desgranulados não exibem metacromasia densa com nenhuma ou esboço fraco nuclear e / ou não granular extrusão em torno da célula. Mastócitos desgranulados exibem menos intensa metacromasia e ter uma visão clara óbvio do núcleo e / ou grânulos livres dentro do citoplasma e fora da borda da célula. - Continuar para avaliar o número total de mastócitos desgranulados e não-desgranulados na totalidade da secção de tecido actual. Repita este procedimento em pelo menos sete seções separadas adicionais, que mede o comprimento cada tecido.
- Calcula-se a percentagem de desgranulados (DG) para células totais mastro para cada tecido / rato de acordo com a seguinte equação: (mastócitos dg / células totais x 100) de mastro.
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Representative Results
Os ratos que foram submetidos a NMS mostrou evidências comportamentais indicativo de CP / CPPS. Quando testado com uma série graduada de monofilamentos de von Frey, 8 semanas de idade, ratinhos NMS (n = 4) exibido alodinia mecânica perigenital quando comparado com homólogos naive (n = 5, Figura 2). Isto é evidenciado como uma redução significativa (p <0,01; teste t de Student) no limiar mecânico de retirada que provocou uma resposta comportamental positiva, registrado como um empurrão rápido ou saltar em resposta à aplicação de monofilamento ou lambedura ou comportamento de morder dirigida para o monofilamento .
Os ratos que foram expostos ao NMS também apresentada evidência histológica de CP / CPPS. Secções criostáticas de tecido da próstata foram coradas com o-Toluidina acidificada azul para observar grânulos triptase alojados dentro mastócitos (Figura 3A-D). A percentagem de mastócitos que mostraram evidência de activação, por exemplo, difuso metachromasia, grânulos presente no exterior da borda da célula (Figura 3D), foi significativamente aumentada no tecido da próstata a partir de 8 semanas de idade, ratinhos NMS, em comparação com ingénuos (p <0,0001, teste t de Student, a Figura 3E). O número total de mastócitos infiltrados, independentemente do estado de granulação, não foi significativamente diferente entre naïve (99,5 ± 15,2 células / seção) e camundongos NMS (108,2 ± 22,5 células / seção).
Figura 1. Linha de tempo processual. O esquema descreve uma linha de tempo recomendado para executar a metodologia descrita. Separação materna neonatal (SMN) é realizada diariamente das dia pós-natal (P) 1 até P21 e camundongos são desmamados em P22. Ratos permanecer imperturbável fora da pecuária normal até 8 semanas de idade quando eles são testados para sens mecânicos perigenitalitivity. Se o mesmo ratinhos vão ser avaliados para a coloração de mastócitos, uma semana devem ser autorizados a decorrer após o teste comportamental para permitir efeitos de tensões residuais para resolver.
Figura 2. Perigenital sensibilidade mecânica. Perigenital sensibilidade mecânica foi medida utilizando o aplicativo monofilamento von Frey. Ratos machos que foram submetidos a separação materna neonatal (NMS) exibiu uma redução significativa no limiar de retirada, em comparação com os ratos sem tratamento prévio, indicativos de alodinia mecânica. Os dados representam média ± SEM, n = 4 para cada grupo. * P <0,05, teste t de Student.
Azul de toluidina acidificados Figura 3. a activação das células mastro. foi usado para visualizar grânulos triptase e calcular a percentagem de células ativadas / mastro desgranulados em secções criostáticas de tecido da próstata. Fotomicrografias representativas são mostrados de toluidina secções coradas de azul de ingénuos (A) e NMS (B) da próstata, com setas indicando intactas (não-desgranulados) e pontas de seta que indicam activados () mastócitos desgranulados. Imagens ampliação maior do naïve (C) e NMS (D) da bexiga são mostradas para ilustrar diferenças histológicas de não-degranulados (C) e (D) degranulados mastócitos. Uma percentagem significativamente mais elevada de mastócitos desgranulados foram observados em secções da próstata de ratos NMS quando comparado com os ratinhos ingénuos (E). Os dados representam média ± SEM, n = 4 para cada grupo. **** P <0,0001, teste t de Student.= "_ Blank"> Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
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Discussion
Este protocolo fornece metodologia para usar o estresse neonatal, sob a forma de NMS, para induzir a sintomatologia indicativa de CP / CPPS em ratos machos adultos. Como adultos, os ratos NMS exibir alodinia mecânica perigenital significativa, bem como provas de degranulação dos mastócitos no tecido da próstata. O uso de NMS é uma nova abordagem para o desenvolvimento de um modelo pré-clínico da CP / CPPS na medida em que reproduz o início da vida stress que muitas vezes é relatada pelos pacientes com dor pélvica crônica 12-14, bem como a incorporação de uma indução não-invasivo, como oposição a mais vulgarmente utilizada, chemically- e inflamação da próstata 34,36-39 imunologicamente induzida. Além disso, a NMS em ratinhos foi mostrado para produzir sintomatologia comorbidade, incluindo os comportamentos de ansiedade e como anhedonic alterados, o aumento das taxas de micção, e a hipersensibilidade da pata traseira (16; dados não mostrados), similares aos somáticas, humor e desordens de comorbidade viscerais exibidos pelos CP / CPPS patients 4-6.
A principal vantagem de usar o NMS para induzir CP / CPPS em ratos é que ele usa uma intervenção psicológica para iniciar mudanças fisiológicas. Os pacientes com CP / CPPS têm etiologia variante que em grande parte não envolve infecção prévia ou lesão direta à próstata 1-3. Apesar deste fato, os modelos publicados de CP / CPPS incorporaram inflamação direta ou indireta da próstata para induzir hipersensibilidade da região perigenital e / ou ativação de mastócitos. Uma proporção significativa de CP / CPPS e pacientes com dor pélvica crônica, em geral, o relatório ter experimentado adversidade início da vida, que em grande parte desaparecido unstudied em modelos de roedores de síndromes de dor urogenital. Trabalhos anteriores de nosso laboratório mostrou que NMS induz hipersensibilidade vaginal e fragmentação do bom funcionamento do eixo HPA 16. O trabalho futuro utilizando este modelo irá investigar os mecanismos que são movidos por estresse precoce para produzir tele alterou fenótipo na idade adulta, bem como para explorar as intervenções farmacológicas ou de estilo de vida potenciais que poderiam ser aplicadas em um cenário pré-clínico ou clínico.
Conseguir os melhores resultados e repetíveis deste protocolo depende observando vários passos críticos que podem precisar de ser otimizado, dependendo do ambiente e do equipamento utilizado. Considerando que a NMS afeta dramaticamente o funcionamento do eixo HPA, é importante para controlar a estímulos externos e estresse ambiental durante os períodos neonatal e adulto. Pareados por idade, ratos ingênuos não-tratados devem nascer e ser alojados em concordância com cada grupo de ratos NMS para controlar a estressores externos presentes no ambiente que podem afetar o desenvolvimento do eixo HPA. É importante para determinar o número de ratinhos necessários para a realização da experiência pretendida antes de se iniciar reprodução ou encomendar fêmeas grávidas na instalação para animais. Durante a realização NMS, os greatest preocupação é a rejeição dos filhotes por barragem, portanto, é imperativo para manter o cheiro da gaiola durante todo o protocolo NMS. Para minimizar os efeitos de ritmos diurnos, o tempo de separação para o SNM é sugerido durante o meio do ciclo de luz (11:00-14:00). As medições de sensibilidade Perigenital deve ser obtida em adultos totalmente madura ratinhos machos, com aproximadamente 8 semanas de idade, e tomada na mesma hora do dia para cada grupo, de preferência, no início do ciclo de luz, para coincidir com a calha em ritmos diurnos. Para reduzir a ocorrência de movimentos não-evocado durante este procedimento, as avaliações podem ser realizadas em um, som ambiente prova de temperatura controlada com ruído branco de jogar (20 - 20.000 Hz). O mesmo investigador deve avaliar todos os limiares de retirada durante todo o estudo para manter a consistência na observância de respostas positivas e negativas. Como alternativas para medir o limiar mecânico 50%, a frequência de retirada a um único cou monofilamentold ser avaliado ou um aparelho de von Frey electrónica 46 pode ser utilizada. Para visualização dos mastócitos, todas as lâminas que estão a ser analisado deve ser processadas em conjunto para assegurar a igualdade de coloração dos mastócitos, como a intensidade da coloração pode variar entre experiências. Um pH inferior a 1,0 é necessário para o contraste adequado entre os mastócitos roxo profundas e o fundo azul claro. São muitas lavagens em álcool pode lavar a mancha de mastócitos e afetar negativamente o contraste. Finalmente, a sobreposição de uma grade sobre o tecido pode ser útil na contagem das células ao longo da secção de tecido todo.
Várias considerações devem ser feitas antes da utilização de SMN para induzir CP / CPPS ou distúrbios de dor central relacionadas. Em primeiro lugar, a grande maioria das publicações que têm incorporado o estresse precoce têm sido feitos em modelos de ratos de SNM, usando um período de separação truncada de P1 - P14. Muitos grupos têm mostrado que este paradigma gera uma sintomatologia IBS-como na rats e ratos 15; No entanto, no nosso estudo anterior, uma P1 - período de separação de P14 em ratinhos C57BL / 6 não gerar um aumento significativo na sensibilidade vaginal 16, nem gerar hipersensibilidade rectal (dados não mostrados). Portanto, as espécies e comprimento de SNM pode determinar o resultado específico na idade adulta, incluindo a gravidade da sintomatologia e o órgão (s) específico que é afectada. Em segundo lugar, as mudanças comportamentais e moleculares resultantes da NMS são em grande parte devido a desregulação do eixo HPA 15-18, sugerindo que o efeito está centralmente mediada e poderia ter resultados comorbidades, incluindo mudanças na ansiedade- e / ou comportamentos depressão e como aumento da sensibilidade em outros órgãos pélvicos ou locais mais distantes. Este fenótipo comorbidade é indicativo do que é comumente visto clinicamente e pode ser mais representativa de pacientes CP / CPPS como um todo 5,28-31,42. Em terceiro lugar, com base nessas mudanças que ocorrem como resultado do eixo HPA dysregulção, o impacto do stress devem ser da maior preocupação tanto durante o processo de NEM e teste comportamental posterior e na análise in vitro. A saída do eixo HPA é diurna, com uma maior produção durante o ciclo escuro mais ativo e menor produção durante o ciclo de luz mais em repouso, o que poderia afetar o resultado da análise comportamental ou em vitro, dependendo do momento do teste / 47 sacrificar. Da mesma forma, a exposição a fatores de estresse, incluindo passando por testes de sensibilidade mecânica perigenital, pode transitoriamente efetuar funcionamento do eixo HPA 18 e potencialmente alterar a expressão genética dentro de regiões do cérebro associadas e tecidos periféricos jusante.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Pregnant C57BL/6 female mice | Charles River | 027 | Timed or untimed pregnant females should be monitored daily for in-house birth. |
| 2 L glass beaker(s) | Sigma-Aldrich | CLS10002L | Each NMS litter will be held in the same beaker throughout the 21 day separation period. |
| VWR Forced Air Incubator, Basic | VWR International | 414005-124 | The incubator should be held at 33°C and 50% humidity. |
| Touch Test Sensory Evaluator, Kit of 20 (Semmes-Weinstein Von Frey Aesthesiometer for touch assessment) | Stoelting | 58011 | The following monofilaments should be used for perigenital sensitivity assessment: 1.65 g, 2.36 g, 2.83 g, 3.22 g, 3.61 g, 4.08 g, 4.31 g, and 4.74 g. |
| Animal Enclosure (12 mice 6 rats) | IITC | 435 | Be sure to place a heavy object on top of the individual, acrylic animal enclosures to prevent mice from escaping. |
| Mesh Stand for mice and rats (12 mice 6 rats) | IITC | 410 | Place stand on a stable table top for comfortable access. |
| Phosphate buffered saline | Sigma-Aldrich | P5493 | Dilute the 10x PBS stock to 1x PBS. |
| Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | P6148 | A 4% paraformaldehyde solution is needed to intracardially perfuse mice and postfix tissue in preparation for mast cell staining. |
| Sucrose | Sigma-Aldrich | S5016 | Cryoprotect fixed tissue in 30% sucrose solution at 4°C overnight. |
| Heptane | Sigma-Aldrich | 246654 | Chill heptane on dry ice to freeze tissue. |
| Standard Cryomold | VWR International | 4557 | To assist in freezing prostate tissue prior to cryostat sectioning |
| Tissue-Tek OCT Compound | Sakura | 4583 | 12 x 125 ml |
| VWR Superfrost Plus Micro Slide | VWR International | 48311-703 | 75 x 25 x 1 mm |
| Toluidine Blue O | Sigma-Aldrich | 198161 | Certified by the Biological Stain Commission. Suitable for use as a metachromatic stain for mast cells. |
| Ethanol, Absolute (200 Proof) | Fisher Scientific | BP2818-4 | Molecular Biology Grade, Fisher Bioreagents; 95% and 100% solutions will be needed to dehydrate stained cryosections before mast cell visualization. |
| Sodium Chloride | Sigma-Aldrich | S9888 | Acidified NaCl solution should be made fresh before staining cryosections. |
| GeneMate Sterile 50 ml Centrifuge Tubes | BioExpress | C-3394 | Disposable tubes used to mix toulidine blue elements or dip slides into 1xPBS. |
| Coplin staining dish for 10 slides, with ground glass cover | Fisher Scientific | 08-815 | Hold up to 10 standard 3 x 1 in. (75 x 25mm) slides back-to-back. Use separate dishes for Toluidine Blue working solution, 95% EtOH, 100% EtOH, and xylene. |
| Xylenes (Histological) | Fisher Scientific | X3P | Once dehydrated, tissue is cleared with xylene. |
| Microscope Slide Boxes, 100-Place | VWR International | 82003 | Boxes can be used for storage and transportation of slides. |
| Fisherbrand Microscope Slide Box | Fisher Scientific | 22-363-400 | These slide boxes are typically small enough to fit inside a cryostate. |
| Glycerol | Sigma-Aldrich | G5516 | Glycerol is a traditional mounting medium. |
| Mounting Medium, Richard-Allan Scientific | VWR International | 4111 | Mounting medium firmly bonds the coverslip to the slide. |
| Micro Cover Glasses, Rectangular, No. 1 | VWR International | 48393-106 | A coverslip is placed over the dehydrated and cleared tissue to protect the sample. |
| Light Microscope | Nikon | The Advanced Automated Research Microscope Eclipse 90i, used by our lab, has been discontinued and replaced Eclipse Ni-E. |
References
- Mehik, A., Leskinen, M. J., Hellstrom, P. Mechanisms of pain in chronic pelvic pain syndrome: influence of prostatic inflammation. World journal of urology. 21, 90-94 (2003).
- Schaeffer, A. J. Epidemiology and evaluation of chronic pelvic pain syndrome in men. International journal of antimicrobial agents. 31, Suppl 1. S108-S111 (2008).
- Wesselmann, U. Neurogenic inflammation and chronic pelvic pain. World journal of urology. 19, 180-185 (2001).
- Arnold, L. D., Bachmann, G. A., Rosen, R., Kelly, S., Rhoads, G. G. Vulvodynia: characteristics and associations with comorbidities and quality of life. Obstetrics and gynecology. 107, 617-624 (2006).
- Bullones Rodriguez, M. A., et al. Evidence for overlap between urological and nonurological unexplained clinical conditions. The Journal of urology. 189, S66-S74 (2013).
- Warren, J. W., van de Merwe, J. P., Nickel, J. C. Interstitial cystitis/bladder pain syndrome and nonbladder syndromes: facts and hypotheses. Urology. 78, 727-732 (2011).
- Heim, C., Newport, D. J., Bonsall, R., Miller, A. H., Nemeroff, C. B. Altered pituitary-adrenal axis responses to provocative challenge tests in adult survivors of childhood abuse. The American journal of psychiatry. 158, 575-581 (2001).
- Mayson, B. E., Teichman, J. M. The relationship between sexual abuse and interstitial cystitis/painful bladder syndrome. Current urology reports. 10, 441-447 (2009).
- Rao, U., Hammen, C., Ortiz, L. R., Chen, L. A., Poland, R. E. Effects of early and recent adverse experiences on adrenal response to psychosocial stress in depressed adolescents. Biological psychiatry. 64, 521-526 (2008).
- Videlock, E. J., et al. Childhood trauma is associated with hypothalamic-pituitary-adrenal axis responsiveness in irritable bowel syndrome. Gastroenterology. 137, 1954-1962 (2009).
- Tyrka, A. R., et al. Childhood parental loss and adult hypothalamic-pituitary-adrenal function. Biological psychiatry. 63, 1147-1154 (2008).
- Chitkara, D. K., van Tilburg, M. A., Blois-Martin, N., Whitehead, W. E. Early life risk factors that contribute to irritable bowel syndrome in adults: a systematic review. The American journal of gastroenterology. 103, 765-774 (2008).
- Jones, G. T., Power, C., Macfarlane, G. J. Adverse events in childhood and chronic widespread pain in adult life. Results from the 1958 British Birth Cohort. 143, 92-96 (2009).
- Peters, K. M., Killinger, K. A., Ibrahim, I. A. Childhood symptoms and events in women with interstitial cystitis/painful bladder syndrome. Urology. 73, 258-262 (2009).
- Mahony, S. M., Hyland, N. P., Dinan, T. G., Cryan, J. F. Maternal separation as a model of brain-gut axis dysfunction. Psychopharmacology. 214, 71-88 (2011).
- Pierce, A. N., Ryals, J. M., Wang, R., Christianson, J. A. Vaginal hypersensitivity and hypothalamic-pituitary-adrenal axis dysfunction as a result of neonatal maternal separation in female mice. Neuroscience. 263, 216-230 (2014).
- Ladd, C. O., Huot, R. L., Thrivikraman, K. V., Nemeroff, C. B., Plotsky, P. M. Long-term adaptations in glucocorticoid receptor and mineralocorticoid receptor mRNA and negative feedback on the hypothalamo-pituitary-adrenal axis following neonatal maternal separation. Biological psychiatry. 55, 367-375 (2004).
- Malley, D., Dinan, T. G., Cryan, J. F. Neonatal maternal separation in the rat impacts on the stress responsivity of central corticotropin-releasing factor receptors in adulthood. Psychopharmacology. 214, 221-229 (2011).
- Chung, E. K., Zhang, X. J., Xu, H. X., Sung, J. J., Bian, Z. X. Visceral hyperalgesia induced by neonatal maternal separation is associated with nerve growth factor-mediated central neuronal plasticity in rat spinal cord. Neuroscience. 149, 685-695 (2007).
- Coutinho, S. V., et al. Neonatal maternal separation alters stress-induced responses to viscerosomatic nociceptive stimuli in rat. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 282, G307-G316 (2002).
- Moloney, R. D., et al. Early-life stress induces visceral hypersensitivity in mice. Neuroscience letters. 512, 99-102 (2012).
- Wijngaard, R. M., et al. Peripheral alpha-helical CRF (9-41) does not reverse stress-induced mast cell dependent visceral hypersensitivity in maternally separated rats. Neurogastroenterol Motil. 24, 274-282 (2012).
- DeBerry, J., Ness, T. J., Robbins, M. T., Randich, A. Inflammation-induced enhancement of the visceromotor reflex to urinary bladder distention: modulation by endogenous opioids and the effects of early-in-life experience with bladder inflammation. J Pain. 8, 914-923 (2007).
- Randich, A., Uzzell, T., DeBerry, J. J., Ness, T. J. Neonatal urinary bladder inflammation produces adult bladder hypersensitivity. J Pain. 7, 469-479 (2006).
- Shaffer, A. D., Ball, C. L., Robbins, M. T., Ness, T. J., Randich, A. Effects of acute adult and early-in-life bladder inflammation on bladder neuropeptides in adult female rats. BMC urology. 11, 18 (2011).
- Pontari, M. A., Joyce, G. F., Wise, M., McNaughton-Collins, M. Urologic Diseases in America, P. Prostatitis. The Journal of urology. 177, 2050-2057 (2007).
- Calhoun, E. A., et al. The economic impact of chronic prostatitis. Archives of internal medicine. 164, 1231-1236 (2004).
- Nickel, J. C., et al. Category III chronic prostatitis/chronic pelvic pain syndrome: insights from the National Institutes of Health Chronic Prostatitis Collaborative Research Network studies. Current urology reports. 9, 320-327 (2008).
- Mehik, A., Hellstrom, P., Sarpola, A., Lukkarinen, O., Jarvelin, M. R. Fears, sexual disturbances and personality features in men with prostatitis: a population-based cross-sectional study in Finland. BJU international. 88, 35-38 (2001).
- Clemens, J. Q., Brown, S. O., Calhoun, E. A. Mental health diagnoses in patients with interstitial cystitis/painful bladder syndrome and chronic prostatitis/chronic pelvic pain syndrome: a case/control study. The Journal of urology. 180, 1378-1382 (2008).
- Rodriguez, M. A., et al. Evidence for overlap between urological and nonurological unexplained clinical conditions. The Journal of urology. 182, 2123-2131 (2009).
- Murphy, S. F., Schaeffer, A. J., Thumbikat, P. Immune mediators of chronic pelvic pain syndrome. Nature reviews. Urology. 11, 259-269 (2014).
- Parsons, C. L. The role of a leaky epithelium and potassium in the generation of bladder symptoms in interstitial cystitis/overactive bladder, urethral syndrome, prostatitis and gynaecological chronic pelvic pain. BJU international. 107, 370-375 (2011).
- Done, J. D., Rudick, C. N., Quick, M. L., Schaeffer, A. J., Thumbikat, P. Role of mast cells in male chronic pelvic pain. The Journal of urology. 187, 1473-1482 (2012).
- Roman, K., Done, J. D., Schaeffer, A. J., Murphy, S. F., Thumbikat, P. Tryptase-PAR2 axis in experimental autoimmune prostatitis, a model for chronic pelvic pain syndrome. Pain. 155, 1328-1338 (2014).
- Donadio, A. C., Depiante-Depaoli, M. Inflammatory cells and MHC class II antigens expression in prostate during time-course experimental autoimmune prostatitis development. Clinical immunology and immunopathology. 85, 158-165 (1997).
- Keetch, D. W., Humphrey, P., Ratliff, T. L. Development of a mouse model for nonbacterial prostatitis. The Journal of urology. 152, 247-250 (1994).
- Rivero, V. E., Cailleau, C., Depiante-Depaoli, M., Riera, C. M., Carnaud, C. Non-obese diabetic (NOD) mice are genetically susceptible to experimental autoimmune prostatitis (EAP). Journal of autoimmunity. 11, 603-610 (1998).
- Rudick, C. N., Schaeffer, A. J., Thumbikat, P. Experimental autoimmune prostatitis induces chronic pelvic pain. American journal of physiology. Regulatory, integrative and comparative physiology. 294, R1268-R1275 (2008).
- Rivero, V. E., Iribarren, P., Riera, C. M. Mast cells in accessory glands of experimentally induced prostatitis in male Wistar rats. Clinical immunology and immunopathology. 74, 236-242 (1995).
- Hu, J. C., Link, C. L., McNaughton-Collins, M., Barry, M. J., McKinlay, J. B. The association of abuse and symptoms suggestive of chronic prostatitis/chronic pelvic pain syndrome: results from the Boston Area Community Health survey. Journal of general internal. 22, 1532-1537 (2007).
- Riegel, B., et al. Assessing psychological factors, social aspects and psychiatric co-morbidity associated with Chronic Prostatitis/Chronic Pelvic Pain Syndrome (CP/CPPS) in men - A systematic review. Journal of psychosomatic research. 77, 333-350 (2014).
- Chaplan, S. R., Bach, F. W., Pogrel, J. W., Chung, J. M., Yaksh, T. L. Quantitative assessment of tactile allodynia in the rat paw. Journal of neuroscience. 53, 55-63 (1994).
- Watkins, S. K., Zhu, Z., Watkins, K. E., Hurwitz, A. A. Isolation of immune cells from primary tumors. Journal of visualized experiments : JoVE. , e3791 (2012).
- Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. Whole animal perfusion fixation for rodents. Journal of visualized experiments : JoVE. , (2012).
- Martinov, T., Mack, M., Sykes, A., Chatterjea, D. Measuring changes in tactile sensitivity in the hind paw of mice using an electronic von Frey apparatus. Journal of visualized experiments : JoVE. , e51212 (2013).
- Lutgendorf, S. K., et al. Diurnal cortisol variations and symptoms in patients with interstitial cystitis. The Journal of urology. 167, 1338-1343 (2002).
