坐骨神経部分結紮術:新規治療法の抗侵害受容効果を研究するための慢性神経因性疼痛のマウスモデル
Summary
部分的な坐骨神経結紮は、熱的および機械的刺激に対する誇張された反応を特徴とする、長期にわたる慢性神経因性疼痛を誘発する。神経因性疼痛のこのマウスモデルは、疼痛管理のための革新的な治療法を研究するために一般的に使用されています。この記事では、標準化と再現性を向上させるための外科的手順について詳しく説明します。
Abstract
慢性疼痛の管理は今日まで困難であり、現在の治療法は耐性や依存症などの副作用に関連しています。慢性神経因性疼痛は、体性感覚系の病変または疾患に起因します。副作用の少ない潜在的な治療法を調査するために、動物疼痛モデルは前臨床試験のゴールドスタンダードです。したがって、十分に特徴付けられ、よく記述されたモデルは、革新的な治療法の開発と検証に不可欠です。
坐骨神経の部分結紮(pSNL)は、マウスに慢性神経因性疼痛を誘発する手順であり、機械的および熱過敏症、継続的な痛み、および四肢の温度の変化を特徴とするため、このモデルは神経因性疼痛を前臨床的に研究するのに最適です。pSNLは、神経因性疼痛を有するヒトに観察される多くの症状を再現するため、神経因性疼痛を研究するための有利なモデルである。さらに、外科的処置は比較的速く、簡単に実行できます。片肢の片側pSNLは、同側足と対側足の比較、および中枢感作の評価を可能にします。
慢性神経因性過敏症を誘発するために、9-0非吸収性ナイロン糸を使用して坐骨神経の背側3分の1を結紮します。この記事では、外科的処置について説明し、一般的に使用される複数の行動検査を通じて慢性神経因性疼痛の発症を特徴付けます。慢性疼痛を治療するために多くの革新的な治療法が現在研究されているため、この記事では、標準化のための重要な概念と、神経因性疼痛を誘発するために必要な手術の正確な説明を提供します。
Introduction
慢性疼痛は世界中で重要な医療問題であり、米国で最も費用のかかる健康問題の1つです。慢性疼痛は、薬理学的モダリティと非薬理学的モダリティの両方が学際的な方法で利用されている場合、より適切に管理されます1。慢性疼痛の管理は困難であり、場合によっては、疼痛を適切に治療しない2。したがって、慢性疼痛管理を改善するには新しい補完的な方法が必要であり、革新的な治療法を研究するには動物モデルが不可欠です。
慢性神経因性疼痛は、糖尿病、感染症、神経圧迫、自己免疫疾患など、体性感覚系の病変や疾患に起因します3。神経因性疼痛は、末梢および中枢の両方の感作メカニズムに依存しており、神経の病変に由来します。この痛みは、触覚および熱誘発痛覚過敏および異痛症の両方、進行中の痛み、および患肢の温度の変化によって特徴付けることができます4。メカニズムをよりよく理解し、新しい治療法を進歩させるために、神経因性疼痛の症状と原因を模倣するためにげっ歯類でいくつかのモデルが開発されました5。例えば、神経因性疼痛は、化学療法剤注射、脊髄神経結紮術(SNL)、坐骨神経の慢性狭窄損傷(CCI)、pSNL、温存神経損傷、坐骨神経切断、および坐骨神経三分割6で誘発することができる。特に、坐骨神経の結紮は、機械的および熱的過敏症、または複合性局所疼痛症候群(CRPS)に特徴的な患肢の温度変化など、ヒトで観察される神経因性疼痛の複数の特徴を再現します7。したがって、このモデルは、慢性神経因性疼痛を誘発するCRPSまたはその他の神経損傷の影響の研究に適しています。このモデルは、1990年にセルツァーによって最初に開発され8、新規鎮痛化合物を調査したり、慢性疼痛の認知効果を評価したりするための疼痛研究で広く使用されています9,10,11,12,13。このモデルは高い再現性を示し、部分結紮は末梢刺激に対する行動応答を保存する6。
現在使用されているモデルの多くには、pSNLでは観察されない欠点があります。CCIモデルは、収縮器のぴったり性に応じて各動物間の損傷の変動性がはるかに高く、解剖術は後足の指を変化させ、モデルを行動分析に適さないものにします6。SNLモデルは、はるかに複雑で長い手術であり、高度な技術スキルを必要とするだけでなく、重度の運動障害のリスクも高くなります3。これらの欠点は、pSNL モデルでは見られません。再現性の容易さ、手術期間の短さ、および術後に見られる運動障害のリスクの低下により、このモデルは末梢神経障害性疼痛の研究に価値があります8,14。それにもかかわらず、部分結紮手順自体は実験者間でばらつきがあり、その結果、結紮された神経線維の数の一貫性が低下します。したがって、手術の詳細を提示することは、研究間の再現性を高めるために重要です。
慢性神経障害を誘発するために、9-0非吸収性ナイロン縫合糸を使用して、坐骨神経の幅の3分の1を結紮します。手術後、熱的および機械的刺激に対する反応は誇張されており、術後1日目から始まり、50日以上続きます8。ここでは、ハーグリーブス、ホットプレート、およびフォンフライフィラメントテストを使用して、熱感度と機械的感度の両方を28日間にわたって評価しました。すべての行動アッセイは、長期にわたる過敏症の一貫性を示しました。このモデルは、モルヒネとイブプロフェンの両方の用量依存的な効果があることが示されており、前臨床疼痛研究に適していることが確認されています。特に、この記事では、「神経ガラスフック」と呼ばれるユニークな手作りのガラスツールの説明について説明します。このツールは、鉗子の代わりに神経を操作し、手術中の意図しない追加の神経損傷を防ぐために使用されます。
Protocol
Representative Results
Discussion
慢性疼痛治療はしばしば長期投薬を必要とし、疼痛管理を困難にします。したがって、前臨床モデルは、薬理学的または非薬理学的アプローチに依存する革新的な治療法の潜在的な利益を評価するための不可欠なツールです。慢性神経因性疼痛の多数のモデルは、異なる研究者間の手術技術のばらつきの増加による課題をもたらし、再現性の低下につながります。したがって、十分に特徴付?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この研究は、国立補完統合健康センター[R01AT009716、2017](M.M.I)、アリゾナ大学総合慢性疼痛依存症センター(M.M.I)、およびアリゾナ大学医学部ツーソン校の医学者トレーニングプログラム(MSTP)の支援を受けました。
Materials
| 5/0, FS-2, 30" Undyed PGA Braided Polyglycolic Acid Synthetic Absorbable Suture | CP Medical | 421A | https://cpmedical.com/suturesearch/product/421a-visorb-50-fs-2-30/ |
| 6/0, P-1, 18" Blue Polypropylene Monofilament Non-Absorbable Suture | CP Medical | 8697P | https://cpmedical.com/suturesearch/product/8697p-polypro-60-p-1-18/ |
| 9/0 (0.3 metric) Nylon Black Monofilament Suture | Crestpoint Ophthalmics | MANI 1407 | https://crestpointophthalmics.com/mani-1407-suture-trape-spatula-nylon-black-mono-box-of-12.html |
| Allodynia Software | National Instruments, LabView 2015 | Quantification of mean withdrawal thresholds (Von Frey data) | |
| C57Bl6/J mice | The Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME | 000664 | https://www.jax.org/strain/000664 |
| Castroviejo needle holder | Fine Science Tools | 12565-14 | https://www.finescience.com/en-US/Products/Wound-Closure/Needle-Holders/Castroviejo-Needle-Holder/12565-14 |
| Cold Hot Plate Test | Bioseb | BIO-CHP | https://www.bioseb.com/en/pain-thermal-allodynia-hyperalgesia/563-cold-hot-plate-test.html |
| Elevated metal mesh stand for Von Frey | Bioseb | BIO-STD2-EVF | https://www.bioseb.com/en/pain-mechanical-allodynia-hyperalgesia/1689-elevated-metal-mesh-stand-30-cm-height-to-fit-up-to-2-pvf-cages.html |
| Extra fine Graefe forceps | Fine Science Tools | 11152-10 | https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-curved-medium-point-general-purpose-forceps/16100110 |
| Fine Castroviejo needle holder | Simovision/Geuder | 17565 | https://simovision.com/assets/Uploads/Brochure-Geuder-Ophthalmic-Surgical-Instruments-EN2.pdf |
| Fine scissors (11.5 cm) | Fine Science Tools | 14558-11 | https://www.finescience.com/en-US/Products/Scissors/Standard-Scissors/Fine-Scissors-Tungsten-Carbide-ToughCut%C2%AE/14558-11 |
| Fine scissors (9 cm) | Fine Science Tools | 14558-09 | https://www.finescience.com/en-US/Products/Scissors/Standard-Scissors/Fine-Scissors-Tungsten-Carbide-ToughCut%C2%AE/14558-09 |
| Iris forceps | Fine Science Tools | 11064-07 | https://www.finescience.com/en-US/Products/Forceps-Hemostats/Fine-Forceps/Iris-Forceps/11064-07 |
| Micro Adson forceps | Fine Science Tools | 392487 | https://www.fishersci.com/shop/products/micro-adson-tissue-forceps-1×2-teeth-german-steel/13820072#?keyword=adson%20forceps |
| Modular holder cages for rats and mice | Bioseb | BIO-PVF | https://www.bioseb.com/en/pain-mechanical-allodynia-hyperalgesia/1206-modular-holder-cages-for-rats-and-mice.html |
| Moretti/Effetre #240 Light Cobalt Blue glass rods 4 mm | Ebay | N/A | https://www.ebay.com/itm/402389491328?hash=item5db0485e80:g:agYAAOS w9CtfnIVJ&amdata=enc %3AAQAHAAAAwCoqvgWRo NTe5Vq8PWOgfE4ygWeW4tL k81J1AFu%2Fkcbsk6pxYtJi6 digE5TL9SzlgMzYUMNDr%2B dku2%2B%2FEvB1qXqFmebE 020SGs9LPDXLL5w21un7jrM0 9xfWYvIzBYQYh6FRWyUJngC uuA9Bkjb9lxtZoYlg5y6PyFR2P 34xFk5xaNC5ib65M1%2Fr%2F 4w2Iw45QqsSyXH2cuUKRom0 AGBoBaIr%2BbJw1VnlMjGuc9dtx 4fbPbqoBNSWjj3RbZPOPTYS8Q %3D%3D%7Ctkp%3ABk9SR4q6- 6LfYA |
| Plantar Test for Thermal Stimulation – Hargreaves Apparatus | Ugo Basile | 37570 | https://ugobasile.com/products/categories/pain-and-inflammation/plantar-test-for-thermal-stimulation |
| Touch-Test Sensory Evaluators, Set of 20 Monofilaments | North Coast Medical | NC12775-99 | https://www.ncmedical.com/products/touch-test-sensory-evaluators_1278.html |
| Tying forceps | Duckworth & Kent | 2-504ER8 | https://duckworth-and-kent.com/product/tying-forceps-9/ |
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