Brännskadeinducerad smärta och depressionsliknande beteende hos möss
Summary
En övergående skållningsskada (65 °C ± 0,5 °C, 3 s) på en baktass minskar tröskeln (g) till von Frey-filamentstimulering av den ipsilaterala sidan och förändrar gångmönstret. Dessutom inducerar brännskada depressionsliknande beteende i det tvingade simtestet.
Abstract
Skållande vatten är den vanligaste orsaken till brännskador hos både äldre och unga befolkningar. Det är en av de stora kliniska utmaningarna på grund av den höga dödligheten och följdsjukdomarna i låg- och medelinkomstländer. Brännskador inducerar ofta intensiv spontan smärta och ihållande allodyni samt livshotande problem. Ännu viktigare är att överdriven smärta ofta åtföljs av depression, vilket kan minska livskvaliteten avsevärt. Denna artikel visar hur man utvecklar en djurmodell för studier av bränninducerad smärta och depressionsliknande beteende. Efter anestesi orsakades brännskador genom att en baktass på musen doppades i varmt vatten (65 °C ± 0,5 °C) i 3 s. von Frey-testet och automatiserad gånganalys utfördes varannan dag efter brännskada. Dessutom undersöktes depressionsliknande beteende med hjälp av det tvingade simningstestet, och rota-stavtestet utfördes för att differentiera den onormala motorfunktionen efter brännskada. Huvudsyftet med denna studie är att beskriva utvecklingen av en djurmodell för studier av brännskadeinducerad smärta och depressionsliknande beteende hos möss.
Introduction
Vävnadsskador, såsom brännskador och trauma, är i allmänhet förknippade med samtidig förekomst av akut smärta. Brännskador och traumarelaterade symtom är uppskattningsvis 1 80 000 dödsfall varje år orsakas av brännskador – de allra flesta förekommer i låg- och medelinkomstländer från olika typer av brännskador1. Enligt en världsomspännande rapport är brännskador vanliga hos barn och står för cirka 40% -60% avsjukhuspatienterna 2,3. Dessa specifika skador är ännu allvarligare eftersom de kan uppstå i vardagen, såsom kokning eller badvatten 4,5. Även om akut smärta kan lösas spontant efter återhämtning från vävnadsskada i de flesta fall, kan det vara möjligt att bli kronisk på grund av onormala förändringar i nervsystemet 6,7.
Nyligen har det föreslagits att akut smärta kan inducera ett deprimerat humör, och kronisk smärta kan orsaka ångest och depression 8,9,10,11. Samexistensen av smärta och depression gör det svårare att behandla patienten. Depression tenderar också att öka smärtkänsligheten, vilket sannolikt kommer att inducera mer intensiv depression och smärta12. Komplikationer av smärta och depression visas i djurmodeller av perifer inflammation 13,14,15,16. De detaljerade mekanismerna bakom smärtinducerad depression är inte välkända förrän nu17. Således är det nödvändigt att utveckla effektivare behandlingar för brännskador för att lindra biverkningar och symtom.
Således var den föreliggande studien utformad för att utveckla en djurmodell för att studera brännskadeinducerad akut smärta och depressionsliknande beteende hos möss. För detta mättes brännskaderelaterad onormal taktil känslighet, förändrat gångmönster och depressionsliknande beteende. Dessutom försöker denna studie validera modellen med hjälp av NSAID.
Protocol
Representative Results
Discussion
Skållningsbränningen är en slags termisk brännskada som orsakas av uppvärmda vätskor. Det har föreslagits att första eller andra gradens brännskador uppträder i de flesta fall, men långvarig kontakt med värmekällor kan orsaka tredje gradens brännskador26. I den aktuella studien inducerades brännskador genom att exponera mössens högra baktass i varmt vatten vid 65 ° C i 3 s 4,26. Vävnadsskador upptäcktes i den brännskad…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denna forskning stöddes av Chungnam National University och National Research Foundation of Korea (NRF) -bidrag finansierat av Koreas regering (NRF-2019R1A6A3A01093963 och NRF-2021R1F1A1062509).
Materials
| 1 mL syringe | BD | 307809 | |
| 1.5 mL tube | Axygen | MCT-150-C | |
| 50 mL tube | SPL | 50050 | |
| Acetaminophen BioXtra, ≥99.0% | Sigma-Aldrich | A7085-100G | Positive control (The analgesic agent, acetaminophen (200 mg/kg) was administered intraperitoneally once-daily for 7 days starting from the day of after burn injury (Only Burn + Acetaminophen group. (von-Frey test, gait analysis, and forced swimming test: Used for drug-dependent behavioral testing after burn injury), (Rota-rod test: It was used to investigate the motor and functional impairments of the drug in animals after burn injury). |
| Alfaxan multidose (Alfaxalone) | JUROX Pty.Limited | In this experiment, this material used for animal anesthesia, and was used as a positive control for experimentally treated drugs in the rota-rod test. | |
| CatWalk automated gait analysis system | Noldus | CatWalk XT | Gait analysis in freely walking rodents is used to study the changes in limb movement and positioning in models with sensory-motor dysfunction |
| OPTISHIELD (Cyclosporin ophthalmic ointment) | Ashish Life Science | In this experiment, this material was used for an ointment to prevent corneal drying after induction of anesthesia. | |
| Plexiglass cylinder | SCITECH KOREA | custom made products | Used in forced swimming test |
| Rota-rod system | SCITECH KOREA | Accelerating rota rod | Used in the measurement of Normal Motor Function |
| von Frey filaments | North Coast Medical | NC12775 | Used in the measurement of Mechanical Allodynia |
| Waterbath | CHANGSHIN SCIENCE | C-WBE | Used in the burn injury induction |
Riferimenti
- Peck, M. D. Epidemiology of burns throughout the World. Part II: intentional burns in adults. Burns. 38 (5), 630-637 (2012).
- Tracy, L. M., Cleland, H. Pain assessment following burn injury in Australia and New Zealand: Variation in practice and its association on in-hospital outcomes. Australasian Emergency Care. 24 (1), 73-79 (2021).
- Montgomery, R. K. Pain management in burn injury. Critical Care Nursing Clinics of North America. 16 (1), 39-49 (2004).
- Kang, D. W., Choi, J. G. Bee venom reduces burn-induced pain via the suppression of peripheral and central substance P expression in mice. Journal of Veterinary Science. 22 (1), 9 (2021).
- Abdi, S., Zhou, Y. Management of pain after burn injury. Current Opinion in Anaesthesiology. 15 (5), 563-567 (2002).
- Ullrich, P. M., Askay, S. W. Pain, depression, and physical functioning following burn injury. Rehabilitation Psychology. 54 (2), 211-216 (2009).
- Patwa, S., Benson, C. A. Spinal cord motor neuron plasticity accompanies second-degree burn injury and chronic pain. Physiological Reports. 7 (23), 14288 (2019).
- Michaelides, A., Zis, P. Depression, anxiety and acute pain: links and management challenges. Postgraduate Medicine. 131 (7), 438-444 (2019).
- Doan, L., Manders, T., Wang, J. Neuroplasticity underlying the comorbidity of pain and depression. Neural Plasticity. 2015, 504691 (2015).
- Vachon-Presseau, E., Centeno, M. V. The emotional brain as a predictor and amplifier of chronic pain. Journal of Dental Research. 95 (6), 605-612 (2016).
- Apkarian, A. V., Baliki, M. N. Predicting transition to chronic pain. Current Opinion in Neurology. 26 (4), 360-367 (2013).
- Yin, W., Mei, L. A Central amygdala-ventrolateral periaqueductal gray matter pathway for pain in a mouse model of depression-like behavior. Anesthesiology. 132 (5), 1175-1196 (2020).
- Deng, Y. T., Zhao, M. G., Xu, T. J. Gentiopicroside abrogates lipopolysaccharide-induced depressive-like behavior in mice through tryptophan-degrading pathway. Metabolic Brain Disease. 33 (5), 1413-1420 (2018).
- Zhang, G. F., Wang, J. Acute single dose of ketamine relieves mechanical allodynia and consequent depression-like behaviors in a rat model. Neuroscience Letters. 631, 7-12 (2016).
- Edwards, R. R., Smith, M. T. Symptoms of depression and anxiety as unique predictors of pain-related outcomes following burn injury. Annals of Behavioral Medicine. 34 (3), 313-322 (2007).
- Pincus, T., Vlaeyen, J. W. Cognitive-behavioral therapy and psychosocial factors in low back pain: directions for the future. Spine. 27 (5), 133-138 (2002).
- Laumet, G., Edralin, J. D. CD3(+) T cells are critical for the resolution of comorbid inflammatory pain and depression-like behavior. Neurobiology of Pain. 7, 100043 (2020).
- Zimmermann, M. Ethical guidelines for investigations of experimental pain in conscious animals. Pain. 16 (2), 109-110 (1983).
- Deuis, J. R., Dvorakova, L. S. Methods used to evaluate pain behaviors in rodents. Frontiers in Molecular Neuroscience. 10, 284 (2017).
- Scholz, J., Broom, D. C. Blocking caspase activity prevents transsynaptic neuronal apoptosis and the loss of inhibition in lamina II of the dorsal horn after peripheral nerve injury. The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 25 (32), 7317-7323 (2005).
- Kang, D. W., Choi, J. G. Automated gait analysis in mice with chronic constriction injury. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (128), e56402 (2017).
- Kang, D. W., Moon, J. Y. Antinociceptive profile of levo-tetrahydropalmatine in acute and chronic pain mice models: Role of spinal sigma-1 receptor. Scientific Reports. 6, 37850 (2016).
- Huang, W., Chen, Z. Piperine potentiates the antidepressant-like effect of trans-resveratrol: involvement of monoaminergic system. Metabolic Brain Disease. 28 (4), 585-595 (2013).
- Can, A., Dao, D. T. The mouse forced swim test. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (59), e3638 (2012).
- Choi, J. G., Kang, S. Y. Antinociceptive effect of Cyperi rhizoma and Corydalis tuber extracts on neuropathic pain in rats. Korean Journal of Physiology & Pharmacology. 16 (6), 387-392 (2012).
- Mosby’s. . Mosby’s Dictionary of Medicine, Nursing & Health Professions – Seventh edition, Nursing Standard. 20 (22), 36 (2006).
- Vandeputte, C., Taymans, J. M. Automated quantitative gait analysis in animal models of movement disorders. BMC Neuroscience. 11, 92 (2010).
- Isvoranu, G., Manole, E. Gait analysis using animal models of peripheral nerve and spinal cord injuries. Biomedicines. 9 (8), 1050 (2021).
- Yankelevitch-Yahav, R., Franko, M. The forced swim test as a model of depressive-like behavior. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (97), e52587 (2015).
- Yan, H. C., Cao, X. Behavioral animal models of depression. Neuroscience Bulletin. 26 (4), 327-337 (2010).
- Papp, M., Willner, P. An animal model of anhedonia: attenuation of sucrose consumption and place preference conditioning by chronic unpredictable mild stress. Psychopharmacology. 104 (2), 255-259 (1991).
- Seminowicz, D. A., Laferriere, A. L. MRI structural brain changes associated with sensory and emotional function in a rat model of long-term neuropathic pain. Neuroimage. 47 (3), 1007-1014 (2009).
- Yalcin, I., Barthas, F. Emotional consequences of neuropathic pain: insight from preclinical studies. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 47, 154-164 (2014).
- Choi, J. W., Kang, S. Y. Analgesic effect of electroacupuncture on paclitaxel-induced neuropathic pain via spinal opioidergic and adrenergic mechanisms in mice. American Journal of Chinese Medicine. 43 (1), 57-70 (2015).
