התכווצות פציעה כרונית של עצב Infraorbital של העכברוש (יון-CCI) לחקר trigeminal נוירופתי כאב
Summary
This manuscript describes a rodent model to study trigeminal neuropathic pain. The methods described include surgical procedures to perform a chronic constriction injury of the rat’s infraorbital nerve and the post-surgical behavioral tests to measure the changes in spontaneous and evoked behavior that are indicative of persistent pain and allodynia.
Abstract
מודלים של בעלי החיים הם כלים חשובים ללמוד את הפתופיזיולוגיה ופרמקולוגיה בכאב עצבי. כתב יד זה מתאר את ההליכים כירורגיים והתנהגות ללמוד כאב נוירופתי trigeminal בחולדות. לפגוש את הספציפיות של תסמונות כאב נוירופתי trigeminal, עצב infraorbital (היון) הוא נתון לפגיעת התכווצות כרונית (CCI) על ידי באופן רופף ligating העצב. גישת התוך-מסלולית מוצגת כאן כדי לחשוף ולקשור היון בחלל מסלולית. לאחר קשירת היון, חולדות להציג שינויים בהתנהגות ספונטנית ובתגובה לגירוי שיער פון פריי שמעידים על כאב מתמשך ואלודיניה המכנית. ניתן להגדיר שני שלבים בהתפתחות של השינויים התנהגותיים. במהלך השבוע הבא היון-CCI (שלב 1) הראשון, חולדות להראות פעילות טיפוח פנים גדלה וא-סימטרי, כלומר, עם פנים לשטוף strokes מכוונת בעיקר לטריטוריה יון נפצע עצב. הבחנה בין פנים גרooming התנהגות שהיא חלק מהתנהגות גוף טיפוח כללית יותר, שנשארה ללא פגע במידה רבה על ידי היון-CCI, ופנים טיפוח שלא קדמו ולא אחריו טיפוח גוף, אשר גדל באופן משמעותי לאחר היון-CCI. במהלך תקופה זו, היענות לגירוי מכאני של שטח היון מצטמצמת. hyporesponsiveness זה מוחלף בפתאומיות על ידי hyperresponsiveness קיצונית לפיה עוצמות גירוי אפילו חלשות מאוד לעורר התנהגות nocifensive (שלב 2). הדמיון הפנומנולוגית בין שינויים התנהגותיים אלה ודיווחו סימנים של כאבי פנים (כלומר, תגובות לגירוי מזיק של הפנים) מצביעות על הנוכחות של dysesthesia / paresthesia ואלודיניה המכנית בשטח יון ligated.
Introduction
נזק לעצבים החושית לרוב מוביל לאובדן התחושה. הוא לא הבין טוב מאוד למה ואיך, ובמקרים מסוימים, נזק עצבי היקפי מוביל לכאב כרוני. כתוצאה מכך, מחלות עצבים כואבות יישארו מצב מאתגר לטיפול 1 ולגרום לצמצום משמעותי באיכות חיים של חולי 2-3. מודלים של בעלי החיים הם כלי חשוב לבחון את היעילות של תרופות קיימות וחדש שפותחו ולזהות את מנגנוני pathophysiological המעורבים בפיתוח והתחזוקה של כאב נוירופתי. בין האתגרים המרכזיים למחקר כאב translational הוא זיהוי ומדידת כאב ספונטני בבעלי חיים (כלומר, פיסיולוגי, התנהגותי או אחרים ביטויים המצביעים על הנוכחות של כאב בבעלי חיים שאינם מאותגרות עם חיטוט גירויים הגבי חריפות על המצב הבסיסי של הנושא ). המטרה הכללית של הליך זה היא לגרום לניתוחפגיעה העצבית infraorbital בחולדה שמובילה להתפתחות של שני ספונטניים ועוררה התנהגות nocifensive שיכול לשמש כדי לחקור את המנגנונים מעורבים בכאב נוירופתי trigeminal והטיפול בה.
בימוי, טיפוח פנים מבודד הוא מדד ייחודי של כאב נוירופתי ספונטני בחולדות. בעקבות פציעה כרונית התכווצות (CCI) של עצב infraorbital (יון), חולדות להציג שינויים בהתנהגות ספונטנית ובתגובה לגירוי חוש המישוש שמעידים על כאב מתמשך ואלודיניה המכנית 4. בעקבות היון-CCI, חולדות להראות פעילות טיפוח פנים גדלה וא-סימטרי, כלומר, עם פנים לשטוף strokes מכוונת בעיקר לטריטוריה יון נפצע עצב. בניגוד לגירוי המזיק של הפנים (למשל, הזרקת פורמלין) 5, שאינו כואב הפרעות חושיות (כלומר, גזיר חד-צדדי vibrissae, מצור עצב infraorbital הרדמה, יישום של שמן מינרלים על vibrissae) לא או רק לזמן קצר מאוד (כלומר, בדקות הראשונות לאחר הופעה) לגרום לשינוי משמעותי בפרצוף טיפוח התנהגות 6. זה היה להסיק כי טיפוח חריג זה לאחר היון-CCI הוא ביטוי ההתנהגותי של תחושות ספונטניות, מאוד מרתיעים בשטח העצב הפגוע. התנהגות בחולדות היון-CCI זו נושאת דמיון רבה לכאב ספונטני שנצפה בחולים. מחקרים נוספים זיהו הבדל חשוב בין התנהגות טיפוח פנים שהוא חלק מהתנהגות טיפוח גוף כללי יותר (כלומר, "פנים טיפוח גוף טיפוח במהלך"), אשר נשאר ללא פגע במידה רבה על ידי היון-CCI, ופני nocifensive טיפוח שאינו קדמו ולא אחריו גוף טיפוח (כלומר, "פנים מבודדים טיפוח"), אשר גדל באופן משמעותי לאחר היון-CCI 7-9. פרמקולוגית, פנים טיפוח גוף טיפוח במהלך מהווה מדידת שליטה מצוינת להשפעות תרופה שאינן ספציפיות ( <em> למשל, הרגעה) שעלול לפגוע בתפקוד מוטורי. תנועות של forelimbs במהלך שני הסוגים של פנים טיפוח הן בדיוק אותו הדבר.
בעקבות היון-CCI, חולדות גם תערוכה שינויים בתגובה לגירוי חוש המישוש שמעידים על אלודיניה המכנית 4, 10. בשבוע הראשון (ים) לאחר היון-CCI, חולדות כבר לא מגיבות למישוש קל או בינוני (כלומר, פון פריי גירויים). hyporesponsiveness זה אז החליף בפתאומיות על ידי hyperresponsiveness קיצונית לפיה גם בעוצמות גירוי חלשות מאוד לעורר התנהגות nocifensive. תחילתה של hyperresponsiveness עשויה להשתנות בין חולדות, אבל רוב החולדות הפכו hyperresponsive לאחר שלושה עד ארבעה שבועות לאחר ניתוח.
Protocol
Representative Results
Discussion
ההיבט המעניין ביותר של מודל היון-CCI הוא שזה מספק מדד ייחודי של כאב ספונטני, עורר אינם (נוירופתי). רוב המחקרים בבעלי החיים בכאב עצבי, תוך שימוש במודלי עצב בעמוד השדרה, באופן בלעדי לטפל בהתנהגויות nocifensive (למשל., ניקוד ותגובות נסיגה), המשקף רגישות יתר לגירויים מכאניים ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors acknowledge the work that was done by the first author of the IoN-CCI model, Bart Vos†.
Materials
| Chromic catgut | Dynek | CG504 | |
| Nembutal (pentobarbital) | Pharmacy | ||
| Atropine | Pharmacy | ||
| Clippers for small animals – Favorita II | Aesculap | GT104 | |
| Stereotaxic instrument | Stoelting | 51600 | |
| Ophthalmic ointment (Liposic) | Pharmacy | ||
| Homeothermic monitor system | Harvard Apparatus | PY8 50-7221-F | |
| Cotton applicator | Pharmacy | ||
| Precision cotton swab | Qosina | 10225 | |
| Operation microscope | Kaps | SOM 62 | |
| Dumont #5 forceps | Fine Science Tools | 11251-10 | |
| Dumont forceps – Micro-blunted tips (#5/45) | Fine Science Tools | 11253-25 | |
| Scissors – blunt tips | Fine Science Tools | 14574-09 | |
| Polyester sutures – Mersilene (4-0) | Ethicon | R871H | |
| Digital video camera | Sony | HDR-CX330E | |
| Semmes-Weinstein Von Frey Aesthesiometer kit | Stoelting | 58011 |
Riferimenti
- Jensen, T. S., Gottrup, H., Sindrup, S. H., Bach, F. W. The clinical picture of neuropathic pain. Eur J Pharmacol. 429 (1-3), 1-11 (2001).
- Meyer Rosberg, K., et al. Neuropathic pain a multidimensional burden for patients. Eur J Pain. 5 (4), 379-389 (2001).
- Meyer Rosberg, K., et al. Comparison of the SF 36 and Nottingham Health Profile in patients with chronic neuropathic pain. Eur J Pain. 5 (4), 391-403 (2001).
- Vos, B. P., Strassman, A. M., Maciewicz, R. J. Behavioral evidence of trigeminal neuropathic pain following chronic constriction injury to the rats infraorbital nerve. J Neurosci. 14, 2708-2723 (1994).
- Clavelou, P., Pajot, J., Dallel, R., Raboisson, P. Application of the formalin test to the study of orofacial pain. Neurosci Lett. 103, 349-353 (1989).
- Vos, B. P., Hans, G., Adriaensen, H. Behavioral assessment of facial pain in rats face grooming patterns after painful and non-painful sensory disturbances in the territory of the rats infraorbital nerve. Pain. 76 (1-2), 173-178 (1998).
- Deseure, K. R., Adriaensen, H. F. Comparison between two types of behavioral variables of non evoked facial pain after chronic constriction injury to the rat infraorbital nerve. Comp Med. 52 (1), 44-49 (2002).
- Deseure, K., Adriaensen, H. Nonevoked facial pain in rats following infraorbital nerve injury a parametric analysis. Physiol Behav. 81 (4), 595-604 (2004).
- Deseure, K., Hans, G. Behavioral study of non evoked orofacial pain following different types of infraorbital nerve injury in rats. Physiol Behav. 138, 292-296 (2015).
- Deseure, K., Koek, W., Adriaensen, H., Colpaert, F. C. Continuous administration of the 5 hydroxytryptamine1A agonist (3-Chloro-4-fluoro-phenyl)-[4-fluoro-4-[[(5-methyl-pyridin-2-ylmethyl) -amino]-methyl]piperidin-1-yl]-methadone (F 13640) attenuates allodynia like behavior in a rat model of trigeminal neuropathic pain. J Pharmacol Exp Ther. 306 (2), 505-514 (2003).
- Zimmerman, M. Ethical Guidelines for investigations of experimental pain in conscious animals. Pain. 16, 109-110 (1983).
- Mogil, J. S., Crager, S. E. What should we be measuring in behavioral studies of chronic pain in animals. Pain. 112 (1-2), 12-15 (2004).
- Backonja, M. M., Stacey, B. Neuropathic pain symptoms relative to overall pain rating. J Pain. 5 (9), 491-497 (2004).
- Imamura, Y., Kawamoto, H., Nakanishi, O. Characterization of heat hyperalgesia in an experimental trigeminal neuropathy in rats. Exp Brain Res. 116, 97-103 (1997).
- Chichorro, J. G., Zampronio, A. R., Souza, G. E., Rae, G. A. Orofacial cold hyperalgesia due to infraorbital nerve constriction injury in rats reversal by endothelin receptor antagonists but not non steroidal anti inflammatory drugs. Pain. 123 (1-2), 64-74 (2006).
- Kramer, P. R., Bellinger, L. L. Meal Duration as a Measure of Orofacial Nociceptive Responses in Rodents. J Vis Exp. (83), e50745 (2014).
- Rossi, H. L., et al. Characterization of bilateral trigeminal constriction injury using an operant facial pain assay. Neuroscienze. 224, 294-306 (2012).
- Anderson, E. M., et al. Use of the Operant Orofacial Pain Assessment Device (OPAD) to Measure Changes in Nociceptive Behavior. J Vis Exp. (76), 50336 (2013).
