Анализ автоматизированной походки в мышей с хроническим сужение травмы
Summary
Точная оценка болевой реакции в нейропатической животной модели имеет решающее значение для изучения патофизиологии боли заболеваний и разработки новых анальгетиков. Мы представляем чувствительных и объективный метод определения сенсорные функции грызунов, которые задние лапы системой автоматизированной походка анализа.
Abstract
Фон Frey тест является классическим методом, который широко использовался для изучения сенсорные функции невропатической боли животных. Однако она имеет некоторые недостатки, такие как субъективных данных и требование о квалифицированных, опытных экспериментатора. На сегодняшний день, различные изменения улучшили фон Frey метод, но он все еще имеет несколько ограничений. Недавние сообщения предложили, что походка анализа производит более точных и объективных данных от нейропатической животных. Этот протокол демонстрирует выполнение автоматизированных походка анализа для определения степени невропатической боли у мышей. После нескольких дней acclimation мышей разрешалось свободно ходить на стеклянный пол, чтобы осветить следы. Затем количественного определения следы и походка выполнялись через видео-клипы с автоматическим анализом различных пешеходных параметров, как площадь лапу печати, свинг времени, угол лапы и т.д.
Основная цель этого исследования заключается в описания методологии анализа автоматизированных походки и кратко сравнить его с данными из классических сенсорный тест, с помощью фон Frey накаливания.
Introduction
Патологические изменения нервной системы, вызванного ишемии, травмы, воспаления, инфекции, метаболической дисфункцией, или аутоиммунное заболевание иногда приводят к невропатической боли, которая определяется как боли, возникающие как прямое следствие поражения или болезни затрагивающих Соматосенсорная система1. Невропатическая боль обычно невыносимой и к сожалению, обычные анальгетики обычно не производят достаточно боль помощи2. Главной особенностью невропатической боли содержит спонтанное и evoked стимуляции (то есть, аллодиния и Гипералгезия) боли. Аллодиния — ноцицептивных ответ, что происходит обычно болезненные стимулы, например легкого прикосновения или теплый стимуляции. Гипералгезия указывает расширение боль ответ на раздражители вредных механических и/или тепловой3. Хотя эти два симптомы критически ухудшить качество жизни пациента, механические аллодиния, вызываемые нежный тактильной стимуляции является наиболее отягчающих симптомов, потому что мягкий контакт трудно избежать в повседневной жизни.
Основной механизм и расследовать новые анальгетиков для лечения нейропатической боли, точное измерение болевой реакции имеет важное значение. Были разработаны многочисленные невропатической боли животных моделей ноцицептивных реакций на задние лапы области из-за его высокой доступности4,5,6,7. Таким образом большинство боли ответ оценки были проведены на подошвенной или дорсальной поверхности задние лапы путем применения механических раздражителей, с помощью специальных инструментов, таких как фон Frey нитей. Одним из наиболее часто используемым методом является вверх и вниз, описанный Диксон8 и более поздних изменение версии9,10. Однако очень квалифицированные, опытные экспериментаторы требуются для выполнения теста фон Frey, и результаты могут быть субъективным.
Система автоматизированного походка анализа может расследовать неврологические и нервно-мышечных расстройств путем измерения различных параметров ходьбы в свободно перемещающихся грызунов. В различные нервные травмы животных моделей степень Ноцицепция и антиноцицептивной эффект несколько методов лечения может быть оценена без добавления боль стимуляции11,12,13, 14. Эта система анализа может обнаружить походка статических и динамических параметров, таких как: лапу печати площадь (площадь полной лапу печати, что контакты с полом), лапа интенсивности (средняя интенсивность области контактирующих лапу), длина (шага Расстояние между последовательными размещения же лапу), позицию фазы (продолжительность контакта земли для одного задние лапы), шаг последовательности (порядок, в котором четыре лапы размещены на полу), качели (продолжительность фазой) и качели скорость (вычисляется от длина шага и качели продолжительность и выраженный пикселей в секунду). Этот документ демонстрирует использование системы анализа и предоставляет краткое сравнение данных с фон Frey тест, с помощью сужения хронической травмы (CCI) нейропатической мышей.
Protocol
Representative Results
Discussion
В настоящее время измерение механических аллодиния, используя фон Frey нитей является наиболее широко используется метод боли животных моделей для демонстрации тактильная гиперчувствительность. Как животных моделей для невропатической боли продолжали разрабатываться, методологии оц…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Это исследование было поддержано Чхуннам национального университета, Корейский институт Восточной медицины (KIOM) и Грант R технологии здравоохранения Кореи & D проекта через Корея здравоохранения промышленности развития института (ХИДИ), финансируемая министерством здравоохранения & Благосостояния, Республика Корея (номер гранта: HI15C0007).
Materials
| 0.9% Saline | JW Pharmaceutical | N/A | Vehicle for drugs |
| 1ml syringe | BD Plastipak | 300013 | Injecting device |
| 2, 2, 2-tribromoethanol (97% purity) | Sigma | T48402 | Anesthetic |
| 2-methyl-2-buthanol (99% purity) | Sigma | 152463 | Solvent for 2, 2, 2-tribromoethanol |
| Catwalk Automated gait analysis system | Noldus | N/A | Automatic analysis software of aniaml gait |
| Chromic catgut (4-0 thickness) | AILEE | C442 | Ligature to make chronic constriction injury on the sciatic nerve |
| Gabapentin | Sigma | Y0001280 | Analgeisc, Used as a positive control drug in this study |
| Graefe Forceps | F.S.T | 11051-10 | Surgical instrument |
| Heating Pad | DAESHIN ELECTRONICS | M-303AT | Regulation of body temperature |
| ICR Mouse | Samtaco | N/A | Experimental animal |
| Mersilk (3-0 thickness) | ETHICON | W598H | Suture material for surgical closure of skin |
| Micro-Mosquito | F.S.T | 13010-12 | Surgical instrument |
| Micro-scissors | F.S.T | 14090-09 | Surgical instrument |
| Needle holder | F.S.T | 12002-12 | Surgical instrument |
| Povidone Iodine | Firson | N/A | Disinfectant to prevent infection after surgery |
| Scalpel blade | F.S.T | 10010-00 (#10) | Surgical instrument to make an incision |
| Scalpel handle | F.S.T | 10003-12 (#3) | Surgical instrument to make an incision |
| Von-Frey filaments | North Coast | NC12775-99 | Measurement device to test sensory function for mechanical stimulation |
References
- Loeser, J. D., Treede, R. D. The Kyoto protocol of IASP Basic Pain Terminology. Pain. 137 (3), 473-477 (2008).
- Colloca, L., et al. Neuropathic pain. Nat Rev Dis Primers. 3, 17002 (2017).
- Vranken, J. H. Mechanisms and treatment of neuropathic pain. Cent Nerv Syst Agents Med Chem. 9 (1), 71-78 (2009).
- DeLeo, J. A., et al. Characterization of a neuropathic pain model: sciatic cryoneurolysis in the rat. Pain. 56 (1), 9-16 (1994).
- Kim, S. H., Chung, J. M. An experimental model for peripheral neuropathy produced by segmental spinal nerve ligation in the rat. Pain. 50 (3), 355-363 (1992).
- Seltzer, Z., Dubner, R., Shir, Y. A novel behavioral model of neuropathic pain disorders produced in rats by partial sciatic nerve injury. Pain. 43 (2), 205-218 (1990).
- Bennett, G. J., Xie, Y. K. A peripheral mononeuropathy in rat that produces disorders of pain sensation like those seen in man. Pain. 33 (1), 87-107 (1988).
- Dixon, W. J. Efficient analysis of experimental observations. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 20, 441-462 (1980).
- Bonin, R. P., Bories, C., De Koninck, Y. A simplified up-down method (SUDO) for measuring mechanical nociception in rodents using von Frey filaments. Mol Pain. 10, 26 (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. J Neurosci Methods. 53 (1), 55-63 (1994).
- Chen, H., Du, J., Zhang, Y., Barnes, K., Jia, X. Establishing a Reliable Gait Evaluation Method for Rodent Studies. J Neurosci Methods. , (2017).
- Kang, D. W., et al. Antinociceptive Profile of Levo-tetrahydropalmatine in Acute and Chronic Pain Mice Models: Role of spinal sigma-1 receptor. Sci Rep. 6, 37850 (2016).
- Huehnchen, P., Boehmerle, W., Endres, M. Assessment of paclitaxel induced sensory polyneuropathy with "Catwalk" automated gait analysis in mice. PLoS One. 8 (10), e76772 (2013).
- Vrinten, D. H., Hamers, F. F. ‘CatWalk’ automated quantitative gait analysis as a novel method to assess mechanical allodynia in the rat; a comparison with von Frey testing. Pain. 102 (1-2), 203-209 (2003).
- 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. J Vis Exp. (82), e51212 (2013).
- Ferland, C. E., Laverty, S., Beaudry, F., Vachon, P. Gait analysis and pain response of two rodent models of osteoarthritis. Pharmacol Biochem Behav. 97 (3), 603-610 (2011).
- Mogil, J. S., et al. Hypolocomotion, asymmetrically directed behaviors (licking, lifting, flinching, and shaking) and dynamic weight bearing (gait) changes are not measures of neuropathic pain in mice. Mol Pain. 6, 34 (2010).
- Ferreira-Gomes, J., Adaes, S., Castro-Lopes, J. M. Assessment of movement-evoked pain in osteoarthritis by the knee-bend and CatWalk tests: a clinically relevant study. J Pain. 9 (10), 945-954 (2008).
