Summary

Kronisk innsnevring av isjiasnerven og Smerter Overfølsomhet Testing i Rats

Published: March 13, 2012
doi:

Summary

På grunn av enkelheten i kirurgi og den robuste atferdsmessige utfall, er kronisk innsnevring av hoftenervene en av de fremste dyremodeller av nevropatisk smerte. Innen 24 timer etter operasjonen, er smerte overfølsomhet etablert og kan kvantitativt måles ved hjelp av en von Frey aesthesiometer (mekanisk test) og plantar analgesi meter (termisk test).

Abstract

Kronisk nevropatisk smerte, som følge av skade på sentrale eller perifere nervesystemet, er en utbredt og ødeleggende tilstanden, rammer 7-18% av befolkningen 1,2. Symptomer inkluderer spontan (prikking, brenning, elektrisk støt og lignende) smerte, dysestesi, parestesi, allodyni (smerte som følge av normalt ikke-smertefulle stimuli) og hyperalgesia (en økt respons til smertefulle stimuli). De sensoriske symptomene er co-sykelig med atferdsvansker, for eksempel søvnløshet og depresjon. Å studere kroniske nevropatiske smerter flere dyremodeller etterligner perifer nerveskade har blitt utviklet, er en av de mest brukte Bennett og Xie (1988) unilateral hoftenervene kronisk innsnevring skade (CCI) 3 (figur 1). Her presenterer vi en metode for å utføre CCI og testing smerte overfølsomhet.

CCI er utført under narkose, med isjiasnerven på den ene siden utsettes ved å gjøre somkin snitt, og skjære gjennom bindevevet mellom gluteus superficialis og biceps femoris muskler. Fire Chromic gut ligaturer er knyttet løst rundt isjiasnerven på 1 mm mellomrom, å bare occlude men ikke arrestere epineural blod flyte. Såret er lukket med sting i muskel og stifter i huden. Dyret er da lov til å gjenopprette fra kirurgi i 24 timer før smertene overfølsomhet testing begynner.

For atferdsmessige testing, er rotter plassert i testing apparater og får lov til å tilvenne til testprosedyren. Området testet er mid-plantar overflaten av hindpaw (figur 2), som faller innenfor hoftenervene fordeling. Mekanisk tilbaketrekking terskel vurderes ved mekanisk stimulere både skadde og friske hindpaws ved hjelp av en elektronisk dynamisk plantar von Frey aesthesiometer eller manuell von Frey hår fire. Den mekaniske uttak Terskelen er maksimalt press(I gram) som utløser pote tilbaketrekning. For måling av termisk tilbaketrekking ventetid, først beskrevet av Hargreaves et al (1988), er hindpaw utsatt for en stråle av strålevarme gjennom et gjennomsiktig glass overflate ved hjelp av en plantar analgesi meter 5,6. Tilbaketrekkingen latency til varmen stimulans er registrert som tiden for pote uttak i både skadde og friske hindpaws. Etter CCI, mekanisk tilbaketrekning terskel, samt termisk tilbaketrekking latens i den skadde labben er begge betydelig redusert, sammenlignet med baseline målinger og den friske Paw (figur 3). Den CCI modell av perifer nerve skade kombinert med smerter overfølsomhet testing gir en modell for å undersøke effekten av potensielle terapeutiske agenter for å endre kroniske nevropatiske smerter. I vårt laboratorium, bruker vi CCI sammen termisk og mekanisk følsomhet hindpaws å undersøke rollen av nevro-immune interaksjoner i patogenesenog behandling av nevropatisk smerte.

Protocol

1. Hoftenervene Kronisk Sammensnøring Aseptiske teknikker skal brukes for den kirurgiske prosedyren. Desinfiser kirurgisk arbeidsflaten med 70% etanol og forberede på forhånd sterile instrumenter (f.eks, fine sakser, pinsetter og inntrekking), gauzes, stifter og vattpinner ved autoklavering. For flere operasjoner, rengjøre og resteriliseres instrumenter med 70% etanol eller en tørr perle sterilisatoren mellom rotter. En kirurgisk maske, hår panser og sterile hansker. <p class="jove_c…

Discussion

CCI er et mye brukt perifer nerveskade modell av kroniske nevropatiske smerter. Det er relativt enkelt å utføre, og produserer robust og stabil smerte overfølsomhet i minst en måned etter skade. Etter CCI, rotter har unormal holdning av de skadde hindpaw (tær holdt sammen og plantar-bøyd og labben øyelokkene snur seg utover), samt gjentatt risting, vokter og slikking av den skadde hindpaw antyder tilstedeværelsen av spontan smerte 9. I tillegg til sensorisk dysfunksjon, har flere etterforskere vist at…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatterne ønsker å takke den opprinnelige beskrivelsen av CCI-modellen av Bennett og Xie (1988).

Dette arbeidet ble støttet delvis med tilskudd fra National Health and Medical Research Council of Australia (ID # 568637) og NSW Office for vitenskap og medisinsk forskning til GMT.

Materials

Name of the reagent/equipment Company Catalogue number Comments
Chromic gut Ethicon G-211 4-0 thickness
Isoflurane Delvet Pty. Ltd., Seven Hills, NSW n/a  
Mersilk Ethicon W-580 5-0 thickness
Autoclip Becton Dickinson 427631 9 mm stainless steel
Riodine Orion R1000802F 1% w/v iodine
Thermal plantar analgesia instrument Ugo Basile 37370  
Dynamic plantar aesthesiometer Ugo Basile 37400  

References

  1. Bouhassira, D., Lanteri-Minet, M., Attal, N., Laurent, B., Touboul, C. Prevalence of chronic pain with neuropathic characteristics in the general population. Pain. 136, 380-387 (2008).
  2. Toth, C., Lander, J., Wiebe, S. The prevalence and impact of chronic pain with neuropathic pain symptoms in the general population. Pain Med. 10, 918-929 (2009).
  3. Bennett, G. J., Xie, Y. K. A peripheral mononeuropathy in rat that produces disorders of pain sensation like those seen in man. Pain. 33, 87-107 (1988).
  4. 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, 55-63 (1994).
  5. Hargreaves, K., Dubner, R., Brown, F., Flores, C., Joris, J. A new and sensitive method for measuring thermal nociception in cutaneous hyperalgesia. Pain. 32, 77-88 (1988).
  6. Yeomans, D. C., Proudfit, H. K. Characterization of the foot withdrawal response to noxious radiant heat in the rat. Pain. 59, 85-94 (1994).
  7. Dougherty, P. M., Garrison, C. J., Carlton, S. M. Differential influence of local anesthetic upon two models of experimentally induced peripheral mononeuropathy in the rat. Brain Research. 570, 109-115 (1992).
  8. Bennett, G. J., Chung, J. M., Honore, M., Seltzer, Z. Models of neuropathic pain in the rat. Curr. Protoc. Neurosci. Chapter 9, (2003).
  9. Attal, N., Jazat, F., Kayser, V., Guilbaud, G. Further evidence for 'pain-related' behaviours in a model of unilateral peripheral mononeuropathy. Pain. 41, 235-251 (1990).
  10. Hu, B., Doods, H., Treede, R. -. D., Ceci, A. Depression-like behaviour in rats with mononeuropathy is reduced by the CB2-selective agonist GW405833. Pain. 143, 206-212 (2009).
  11. Jesse, C., Wilhelm, E., Nogueira, C. Depression-like behavior and mechanical allodynia are reduced by bis selenide treatment in mice with chronic constriction injury: a comparison with fluoxetine, amitriptyline, and bupropion. Psychopharmacology. 212, 513-522 (2010).
  12. Monassi, C. R., Bandler, R., Keay, K. A. A subpopulation of rats show social and sleep-waking changes typical of chronic neuropathic pain following peripheral nerve injury. Eur. J. Neurosci. 17, 1907-1920 (2003).
  13. Roeska, K., Doods, H., Arndt, K., Treede, R. D., Ceci, A. Anxiety-like behaviour in rats with mononeuropathy is reduced by the analgesic drugs morphine and gabapentin. Pain. 139, 349-357 (2008).
  14. Kontinen, V. K., Kauppila, T., Paananen, S., Pertovaara, A., Kalso, E. Behavioural measures of depression and anxiety in rats with spinal nerve ligation-induced neuropathy. Pain. 80, 341-346 (1999).
  15. Urban, R., Scherrer, G., Goulding, E. H., Tecott, L. H., Basbaum, A. I. Behavioral indices of ongoing pain are largely unchanged in male mice with tissue or nerve injury-induced mechanical hypersensitivity. Pain. 152, 990-1000 (2011).
  16. Myers, R. R., Yamamoto, T., Yaksh, T. L., Powell, H. C. The role of focal nerve ischemia and Wallerian degeneration in peripheral nerve injury producing hyperesthesia. Anesthesiology. 78, 308-316 (1993).
  17. Grace, P. M., Hutchinson, M. R., Manavis, J., Somogyi, A. A., Rolan, P. E. A novel animal model of graded neuropathic pain: utility to investigate mechanisms of population heterogeneity. J. Neurosci. Methods. 193, 47-53 (2010).
  18. Kajander, K. C., Pollock, C. H., Berg, H. Evaluation of hindpaw position in rats during chronic constriction injury (CCI) produced with different suture materials. Somatosens Mot. Res. 13, 95-101 (1996).
  19. Xu, J., Pollock, C. H., Kajander, K. C. Chromic gut suture reduces calcitonin-gene-related peptide and substance P levels in the spinal cord following chronic constriction injury in the rat. Pain. 64, 503-509 (1996).
  20. Sommer, C., Schafers, M. Painful mononeuropathy in C57BL/Wld mice with delayed wallerian degeneration: differential effects of cytokine production and nerve regeneration on thermal and mechanical hypersensitivity. Brain. Res. 784, 154-162 (1998).
  21. Walczak, J. S., Beaulieu, P. Comparison of three models of neuropathic pain in mice using a new method to assess cold allodynia: the double plate technique. Neurosci. Lett. 399, 240-244 (2006).
  22. Maves, T. J., Pechman, P. S., Gebhart, G. F., Meller, S. T. Possible chemical contribution from chromic gut sutures produces disorders of pain sensation like those seen in man. Pain. 54, 57-69 (1993).
  23. Tall, J. M., Stuesse, S. L., Cruce, W. L., Crisp, T. Gender and the behavioral manifestations of neuropathic pain. Pharmacol Biochem. Behav. 68, 99-104 (2001).
  24. Chung, J. M., Choi, Y., Yoon, Y. W., Na, H. S. Effects of age on behavioral signs of neuropathic pain in an experimental rat model. Neurosci. Lett. 183, 54-57 (1995).
  25. Tanck, E. N., Kroin, J. S., McCarthy, R. J., Penn, R. D., Ivankovich, A. D. Effects of age and size on development of allodynia in a chronic pain model produced by sciatic nerve ligation in rats. Pain. 51, 313-316 (1992).
  26. Shir, Y., Sheth, R., Campbell, J. N., Raja, S. N., Seltzer, Z. Soy-containing diet suppresses chronic neuropathic sensory disorders in rats. Anesth. Analg. 92, 1029-1034 (2001).
  27. Yoon, Y. W., Lee, D. H., Lee, B. H., Chung, K., Chung, J. M. Different strains and substrains of rats show different levels of neuropathic pain behaviors. Experimental Brain Research. 129, 167-171 (1999).
  28. Mogil, J. S., Davis, K. D., Derbyshire, S. W. The necessity of animal models in pain research. Pain. 151, 12-17 (2010).
  29. Mogil, J. S. Animal models of pain: progress and challenges. Nat. Rev. Neurosci. 10, 283-294 (2009).
  30. Langford, D. J. Coding of facial expressions of pain in the laboratory mouse. Nat. Methods. 7, 447-449 (2010).
  31. Austin, P. J., Moalem-Taylor, G. The neuro-immune balance in neuropathic pain: involvement of inflammatory immune cells, immune-like glial cells and cytokines. J. Neuroimmunol. 229, 26-50 (2010).
check_url/kr/3393?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Austin, P. J., Wu, A., Moalem-Taylor, G. Chronic Constriction of the Sciatic Nerve and Pain Hypersensitivity Testing in Rats. J. Vis. Exp. (61), e3393, doi:10.3791/3393 (2012).

View Video