Intrakraniel Farmakoterapi og smerte Assays i gnavere

Summary

Her præsenterer vi en protokol for at udføre intrakraniel farmakologiske forsøg efterfulgt af smerte adfærd assays i gnavere. Denne protokol giver forskere til at levere molekylære og cellulære mål i hjernen, for farmakologiske stoffer til behandling af smerter.

Abstract

Smerte er en iøjnefaldende sanseoplevelse med affektive og kognitive dimensioner. Centrale mekanismer for smerte er dog stadig dårligt forstået, hindrer udviklingen af effektiv terapi. Intrakraniel farmakologi præsenterer et vigtigt redskab for at forstå de molekylære og cellulære mekanismer af smerte i hjernen, og for nye behandlinger. Her præsenterer vi en protokol, der integrerer intrakraniel farmakologi med smerter adfærd test. Specifikt, viser vi hvordan du indgyde smertestillende lægemidler i en region, Vælg hjernen, som kan være ansvarlig for smerte graduering. Desuden, for at bestemme virkningen af kandidat stof i central nerve systemet, smerte assays er udført efter intrakranielt behandling. Vores resultater viser, at intrakraniel administration af smertestillende lægemidler i en målrettet region kan give lindring af smerte hos gnavere. Således, vores protokol, med succes viser at intrakraniel farmakologi, kombineret med smerter adfærd test, kan være et effektivt redskab for studiet af pain mekanismer i hjernen.

Introduction

Centralnervesystemet er kendt for at spille en central rolle i smerte forordning. Eksempelvis har glutamat signalering i hjernen en regulerende rolle i forbindelse med smerter^1,2. Derfor er der behov for at studere cellulær og molekylær signaling veje i hjernen med hensyn til smerte. Derudover er der behov for at forstå, hvis molekylære mål i specifikke hjerneregioner kan ændres til behandling af smerter. Aktuelle undersøgelser af smerte i hjernen er afhængige af in vitro- undersøgelser af Elektrofysiologi i kombination med systemisk (intraperitoneal) levering af farmakologiske midler. In vitro undersøgelser har tydelige underskud i afslørende i vivo smerte mekanismer. I mellemtiden, systemisk medicinafgivelse ikke afgrænse de præcise cellulære mål. In vivo intrakraniel injektioner af kemiske og biologiske agenser er blevet et stærkt værktøj til at studere neurologiske og molekylær veje i hjernen. I de seneste år, har andre felter bruges i vivo intrakraniel injektioner med held studere afhængighed og belønne adfærd og kredsløb stier i gnavere^3,4. Men i forbindelse med smerter, brug af i vivo intrakraniel farmakologi mangler.

Intrakraniel injektioner giver mulighed for præcis indsprøjtning af et stof i et bestemt område af hjernen. Derudover kan særlige veje og receptorer målrettes ved hjælp af yderst selektiv narkotika. Kombinationen af en intrakraniel levering system med præcision narkotika tillader os at målrette molekylære og cellulære mål for smerte. Efter intrakranielt levering af disse stoffer, kan forskere observere de umiddelbare virkninger i gnavere adfærd. Fra veltilrettelagte forsøg, kan rodents’ adfærd være forbundet med farmakologi.

I denne protokol brugte vi eksempel AMPAkine infusion i den præfrontale cortex (PFC) for at demonstrere mekanismen af kortikale glutamat signalerer i smerte forordning. AMPAkines er syntetiske stoffer, der er kendt for allosteriske modulatorer. De har vist evnen til at lindre akutte og kroniske smerter i dyre modeller^5,6. Tidligere undersøgelser tyder på, at de sandsynlige steder i handling af AMPAkines er i hjernen^5,6. PFC er en region i hjernen, der udstiller top-down kontrol til subkortikale områder at regulere humør og opførsel. Nogle af disse output fremskrivninger har vist sig at være afgørende i smerte forordning^1,2,7. Mere specifikt har glutamat signalerer i PFC vist sig at regulere smerter. Således, PFC blev valgt som et målrettet hjernen område for studiet af AMPAkines i smerte stater.

Protocol

Alle procedurer i denne undersøgelse blev godkendt ved New York University skole af medicin institutionelle Animal Care og brug udvalg (IACUC) som i overensstemmelse med National Institute of Health (NIH) Guide til pleje og anvendelse af forsøgsdyr. 1. stereotaxisk kanyle Implantation Brug 10-12 uge gammel mandlige Sprague-Dawley rotter. Som tidligere beskrevet, bedøver dyr med 1.5-2% isofluran1,3,<sup…

Representative Results

Som et eksempel infunderes vi en AMPAkine i PFC via cannulas (figur 1). Vi også infunderes morfin systemisk for at vurdere de analgetiske synergieffekter mellem AMPAkines og morfin. Disse resultater viser, at AMPAkines og morfin har en additive analgetiske virkning. Det viser også, at intrakraniel indsprøjtninger har beføjelse til at opdage, i det mindste i en del, en mekanisme til aktivering af narkotika i forbindelse af smerte. <p class="jove_conten…

Discussion

I denne undersøgelse, har vi bevist at intrakraniel farmakologi er et kraftfuldt værktøj til at studere smerte mekanismer og har potentiale som en terapeutisk levering system. I vores protokol, vi leverede AMPAkines direkte ind i PFC og fandt, at ved at øge glutamat signalerer i PFC, AMPAkines leveres smertelindring. Vi var i stand til at dokumentere dette ved hjælp af intrakranielle injektioner kombineret med intraperitoneal injektioner, med efterfølgende smerter assays. Baseret på beviser for smertestillende vir…

Materials

Sterotaxic Cannula	PlasticsOne	8I26GA8MMKIT
Digital Syringe	Hamilton	8440
AMPAkine	Sigma Aldrich	C-271
Dimethyl Sulfoxide	Sigma Aldrich	D4540
Hargreaves Apparatus	Ugo Basile	37370
Male Sprague-Dawley rats	Taconic Farms	NTac:SD
Sterile Surgical gloves	Dynarex	6535