Intrakranielt farmakoterapi og smerte analyser i gnagere

Summary

Her presenterer vi en protokoll for å utføre intrakranielt farmakologiske eksperimenter etterfulgt av smerte atferd analyser i gnagere. Denne protokollen tillater forskere å levere molekylære og mobilnettet mål i hjernen, for farmakologisk agenter i behandling av smerte.

Abstract

Smerte er en fremtredende sanseopplevelse med affektive og kognitive. Sentrale mekanismer for smerte beholdes imidlertid dårlig forstått, hindre utviklingen av effektive therapeutics. Intrakranielt farmakologi presenterer et viktig verktøy for å forstå de molekylære og cellulære mekanismene av smerte i hjernen og romanen behandlinger. Her presenterer vi en protokoll som integrerer intrakranielt farmakologi med smerte atferd testing. Spesielt vise vi hvordan du sette mot smertestillende midler i en velger hjernen regionen, som kan være ansvarlig for smerte modulering. Videre, for å fastslå effekten av stoffet kandidat i det sentrale nerve systemet, smerte analyser utføres etter intrakranielt behandling. Våre resultater viser at intrakranielt administrasjon av smertestillende medikamenter i en målrettingsområde kan gi lindring av smerter i gnagere. Dermed viser våre protokollen vellykket at intrakranielt farmakologi, kombinert med smerte atferd testing, kan være et kraftig verktøy for studier av smerte mekanismer i hjernen.

Introduction

Sentralnervesystemet er kjent for å spille en nøkkelrolle i smerte regulering. For eksempel har glutamat signalering i hjernen en regulerende rolle i forbindelse med smerte^1,2. Derfor er det behov for å studere cellulære og molekylære signalveier i hjernen forhold til smerte. I tillegg er det behov for å forstå hvis molekylære mål i bestemte hjernen regioner kan endres til å behandle smerter. Aktuelle studier av smerte i hjernen er avhengige av i vitro studier av elektrofysiologi i kombinasjon med systemisk (intraperitoneal) levering av farmakologiske agenter. In vitro studier har tydelig underskudd i avslørende i vivo smerte mekanismer. I mellomtiden avgrense systemisk narkotika-leveranser ikke presis mobilnettet målene. I vivo intrakranielt injeksjoner av kjemiske og biologiske agenter har blitt et kraftig verktøy for å studere nevrologiske og molekylære stier i hjernen. De siste årene, har andre felt brukt i vivo intrakranielt injeksjoner kunne studere avhengighet og belønne atferd og krets trasé i gnagere^3,4. Men i forbindelse med smerte mangler bruk av i vivo intrakranielt farmakologi.

Intrakranielt injeksjoner tillater presis injeksjon av et stoff i et bestemt område av hjernen. Videre kan bestemte stier og reseptorer være målrettet bruker svært selektive narkotika. Kombinasjonen av en intrakranielt leveringssystem med presisjon narkotika tillater oss å målrette molekylære og mobilnettet mål for smerte. Etter intrakranielt levering av disse stoffene, kan forskerne observere den umiddelbare effekten i atferden til gnagere. Fra godt utført eksperimenter, kan gnagere atferd kobles med farmakologi.

I denne protokollen brukte vi eksempel AMPAkine infusjon i prefrontal cortex (PFK) for å demonstrere mekanisme kortikale glutamat signalering i smerte regulering. AMPAkines er syntetiske stoffer som kalles allosteric modulatorer. De har vist evne til å avlaste akutte og kroniske smerter i dyr modeller^5,6. Tidligere studier tyder på at sannsynlig områdene av AMPAkines er i hjernen^5,6. PFC er en region i hjernen som viser toppen ned å subkortikal områder å regulere humøret og atferd. Noen av disse utgang anslagene har vist seg å være nøkkel i smerte regulering^1,2,7. Mer spesifikt, har glutamat signalering i PFC vist å regulere smerte. Dermed ble PFC valgt som en målrettet brain området for å studere AMPAkines i smerte stater.

Protocol

Alle prosedyrer i denne studien ble godkjent av New York universitet skolen av medisin institusjonelle Animal Care og bruk Committee (IACUC) som konsekvent med National Institute of Health (NIH) Guide og bruk av forsøksdyr. 1. stereotaxic kanyle implantasjon Bruke 10-12 uke gamle hannrotter Sprague-Dawley. Som beskrevet tidligere, bedøve dyr med 1,5-2% isoflurane1,3,5. Når Dyret…

Representative Results

Som et eksempel infundert vi en AMPAkine i PFC via cannulas (figur 1). Vi har også fylt morfin systematisk for å vurdere de smertestillende synergieffekter mellom AMPAkines og morfin. Disse resultatene viser at AMPAkines og morfin har en additiv analgetisk effekt. Det viser også at intrakranielt injeksjoner har makt til å oppdage, minst delvis en mekanisme for narkotika aktivisering i konteksten av smerte. <p class="jove_content" fo:keep-together.with…

Discussion

I denne studien har vi vist at intrakranielt farmakologi er et kraftig verktøy for å studere mekanismer for smerte og har potensial som et terapeutisk leveringssystem. I vår protokollen, vi leverte AMPAkines direkte inn i PFK og funnet ut at ved å styrke glutamat signalering i PFC, AMPAkines gitt smertelindring. Vi klarte å demonstrere dette ved hjelp av intrakranielt injeksjoner kombinert med intraperitoneal injeksjoner, med påfølgende smerte analyser. Basert på bevis på smertestillende effekter, når AMPAkines…

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