אוטומטיות והרצתי ניתוח אצל עכברים עם פציעה כרונית הכיווץ
Summary
ההערכה המדויקת של תגובת כאב במודל בעלי חיים נוירופתי חיוני לחקור הפתופיזיולוגיה של כאב מחלות ולפתח משככי כאבים חדשים. אנו מציגים שיטה אובייקטיבית רגיש כדי לקבוע את תפקוד חושי למכרסמים הינד כף של מערכת ניתוח הילוך אוטומטי.
Abstract
הבדיקה פון פריי הוא שיטה קלאסית זה כבר בשימוש נרחב כדי לבחון את תפקוד חושי כאב נוירופתי חיות. עם זאת, יש כמה חסרונות כגון נתונים סובייקטיבית לבין הדרישה הנסיין מיומנים, מנוסים. עד כה, מגוון של שינויים שיפרו את שיטת פון פריי, אבל עדיין יש כמה מגבלות. דיווחים אחרונים הראו כי והרצתי ניתוח מייצרת נתונים אובייקטיביים ומדויקים יותר מהחיות נוירופתי. פרוטוקול זה מדגים כיצד לבצע ניתוח הילוך אוטומטי כדי לקבוע את מידת כאב נוירופתי בעכברים. אחרי כמה ימים של והפיזיולוגי, העכברים הורשו ללכת בחופשיות על רצפת זכוכית כדי להאיר את העקבות. לאחר מכן, כימות של עקבות של דהירה בוצעו באמצעות סרטוני וידאו עם ניתוח אוטומטי של פרמטרים הליכה שונים, כגון אזור כפת בזמן ההדפסה, להתנדנד, זווית כף היד, וכו ‘.
המטרה העיקרית של מחקר זה היא לתאר את המתודולוגיה של ניתוח הילוך אוטומטי ולהשוות אותם בקצרה עם נתוני הבדיקה חושית קלאסית באמצעות פילמנט פון פריי.
Introduction
שינויים פתולוגיים של מערכת העצבים הנגרם על ידי הטראומה, תפקוד מטבולי, דלקת, זיהום, איסכמיה, או מחלות אוטואימוניות מדי פעם לגרום כאב נוירופטי, אשר מוגדר כאבים הנובעים כתוצאה ישירה של פגיעה או מחלה להשפיע על מערכת המגע1. כאב נוירופטי הוא בדרך כלל בלתי נסבל, למרבה הצער, משככי כאבים רגילים בדרך כלל אינם מייצרים מספיק כאב הקלה2. תכונה מרכזית של כאב נוירופתי מכיל ספונטנית ועוררו על-ידי גירוי כאבים (קרי, allodynia ו- hyperalgesia). Allodynia היא תגובה nociceptive המתרחשת לגירויים שאינם כואבים בדרך כלל, כגון במגע קל או גירוי חמים. Hyperalgesia מציין מענה כאב משופרת יתמודד גירויים מכניים ו/או תרמי3. למרות שתי תופעות אלה הן לפגוע אנושות איכות החיים של המטופל, allodynia מכני עורר על ידי גירוי חוש המישוש עדין הוא בתופעה הכי מרגיז כי מגע רך, קשה להימנע בחיי היומיום.
כדי לחקור את המנגנון הבסיסי ואת משככי כאבים חדשים לטיפול בכאב נוירופטי, המדידה המדויקת של התגובה לכאב הוא חיוני. מודלים בעלי חיים רבים של כאב נוירופתי פיתחו תגובות nociceptive באחוריים כף של האזור בגלל שלה נגישות גבוהה4,5,6,7. לכן, רוב הערכות תגובת כאב בוצעו על-פני plantar או הגבי הכפה האחוריות על-ידי החלת גירויים מכני באמצעות מכשירים מיוחדים, כגון חוטים פון פריי. אחת של השיטה השכיחה היא הלמעלה ולשנות את השיטה המתוארת על ידי דיקסון8 ו מאוחר יותר גירסאות9,10. עם זאת, ניסויים מאוד מיומנים, מנוסים הנדרשים לביצוע הבדיקה פון פריי, התוצאות עלולות להיות סובייקטיבי.
מערכת ניתוח הילוך אוטומטי לחקור והפרעות נוירולוגיות neuromuscular על ידי מדידת פרמטרים שונים להסתובב בחופשיות הזזת מכרסמים. במגוון של עצב פציעה חייתיים, מידת nociception ואת השפעת antinociceptive מספר טיפולים שניתן להעריכו ללא הוספת של כאב גירוי11,12,13, 14. מערכת ניתוח זו ניתן לזהות פרמטרים הילוך סטטיים ודינמיים, כגון: כף של אזור הדפסה (האזור של טביעת כף מלאה כי המגעים עם הרצפה), כף של אינטנסיביות (עוצמת הממוצע של אזור כף הרגל קשר איתם), סטרייד פיאנו (את אורך המרחק בין מיקומי רצופים של הכפה אותו), עמידת שלב (משך הזמן של הקרקע קשר עבור כפה האחוריות יחיד), רצף שלב (הסדר שבו ארבע הכפות מונחות על הרצפה), סווינג (משך השלב המכריע), וסובב מהירות (מחושב מ סטרייד פיאנו אורך משך סווינג והביע פיקסלים לשנייה). הנייר הזה מדגים את השימוש מערכת ניתוח ומספקת השוואה קצרה של נתוני הבדיקה פון פריי באמצעות כיווץ כרונית פגיעה (CCI) נוירופטי עכברים.
Protocol
Representative Results
Discussion
כיום, מדידה של allodynia מכני באמצעות חוטים פון פריי הוא הנפוצים ביותר בשיטה במודלים חייתיים כאב להפגין רגישות יתר חוש המישוש. כפי חייתיים כאב נאורופתיות המשיכו להיות מפותח, המתודולוגיה של הערכה לתפקוד חושי היה גם משופר8,9,10,15</s…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר זה נתמך על ידי Chungnam האוניברסיטה, קוריאה המכון הלאומי של מזרחי הרפואה (KIOM), מענק של ה-טכנולוגיית R בריאות קוריאה & פרויקט דרך קוריאה בריאות תעשיית פיתוח המכון (KHIDI), במימון משרד הבריאות & רווחה, הרפובליקה של קוריאה (להעניק את המספר: HI15C0007).
Materials
| 0.9% Saline | JW Pharmaceutical | N/A | Vehicle for drugs |
| 1ml syringe | BD Plastipak | 300013 | Injecting device |
| 2, 2, 2-tribromoethanol (97% purity) | Sigma | T48402 | Anesthetic |
| 2-methyl-2-buthanol (99% purity) | Sigma | 152463 | Solvent for 2, 2, 2-tribromoethanol |
| Catwalk Automated gait analysis system | Noldus | N/A | Automatic analysis software of aniaml gait |
| Chromic catgut (4-0 thickness) | AILEE | C442 | Ligature to make chronic constriction injury on the sciatic nerve |
| Gabapentin | Sigma | Y0001280 | Analgeisc, Used as a positive control drug in this study |
| Graefe Forceps | F.S.T | 11051-10 | Surgical instrument |
| Heating Pad | DAESHIN ELECTRONICS | M-303AT | Regulation of body temperature |
| ICR Mouse | Samtaco | N/A | Experimental animal |
| Mersilk (3-0 thickness) | ETHICON | W598H | Suture material for surgical closure of skin |
| Micro-Mosquito | F.S.T | 13010-12 | Surgical instrument |
| Micro-scissors | F.S.T | 14090-09 | Surgical instrument |
| Needle holder | F.S.T | 12002-12 | Surgical instrument |
| Povidone Iodine | Firson | N/A | Disinfectant to prevent infection after surgery |
| Scalpel blade | F.S.T | 10010-00 (#10) | Surgical instrument to make an incision |
| Scalpel handle | F.S.T | 10003-12 (#3) | Surgical instrument to make an incision |
| Von-Frey filaments | North Coast | NC12775-99 | Measurement device to test sensory function for mechanical stimulation |
References
- Loeser, J. D., Treede, R. D. The Kyoto protocol of IASP Basic Pain Terminology. Pain. 137 (3), 473-477 (2008).
- Colloca, L., et al. Neuropathic pain. Nat Rev Dis Primers. 3, 17002 (2017).
- Vranken, J. H. Mechanisms and treatment of neuropathic pain. Cent Nerv Syst Agents Med Chem. 9 (1), 71-78 (2009).
- DeLeo, J. A., et al. Characterization of a neuropathic pain model: sciatic cryoneurolysis in the rat. Pain. 56 (1), 9-16 (1994).
- Kim, S. H., Chung, J. M. An experimental model for peripheral neuropathy produced by segmental spinal nerve ligation in the rat. Pain. 50 (3), 355-363 (1992).
- Seltzer, Z., Dubner, R., Shir, Y. A novel behavioral model of neuropathic pain disorders produced in rats by partial sciatic nerve injury. Pain. 43 (2), 205-218 (1990).
- Bennett, G. J., Xie, Y. K. A peripheral mononeuropathy in rat that produces disorders of pain sensation like those seen in man. Pain. 33 (1), 87-107 (1988).
- Dixon, W. J. Efficient analysis of experimental observations. Annu Rev Pharmacol Toxicol. 20, 441-462 (1980).
- Bonin, R. P., Bories, C., De Koninck, Y. A simplified up-down method (SUDO) for measuring mechanical nociception in rodents using von Frey filaments. Mol Pain. 10, 26 (2014).
- 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 (1), 55-63 (1994).
- Chen, H., Du, J., Zhang, Y., Barnes, K., Jia, X. Establishing a Reliable Gait Evaluation Method for Rodent Studies. J Neurosci Methods. , (2017).
- Kang, D. W., et al. Antinociceptive Profile of Levo-tetrahydropalmatine in Acute and Chronic Pain Mice Models: Role of spinal sigma-1 receptor. Sci Rep. 6, 37850 (2016).
- Huehnchen, P., Boehmerle, W., Endres, M. Assessment of paclitaxel induced sensory polyneuropathy with "Catwalk" automated gait analysis in mice. PLoS One. 8 (10), e76772 (2013).
- Vrinten, D. H., Hamers, F. F. ‘CatWalk’ automated quantitative gait analysis as a novel method to assess mechanical allodynia in the rat; a comparison with von Frey testing. Pain. 102 (1-2), 203-209 (2003).
- Martinov, T., Mack, M., Sykes, A., Chatterjea, D. Measuring changes in tactile sensitivity in the hind paw of mice using an electronic von Frey apparatus. J Vis Exp. (82), e51212 (2013).
- Ferland, C. E., Laverty, S., Beaudry, F., Vachon, P. Gait analysis and pain response of two rodent models of osteoarthritis. Pharmacol Biochem Behav. 97 (3), 603-610 (2011).
- Mogil, J. S., et al. Hypolocomotion, asymmetrically directed behaviors (licking, lifting, flinching, and shaking) and dynamic weight bearing (gait) changes are not measures of neuropathic pain in mice. Mol Pain. 6, 34 (2010).
- Ferreira-Gomes, J., Adaes, S., Castro-Lopes, J. M. Assessment of movement-evoked pain in osteoarthritis by the knee-bend and CatWalk tests: a clinically relevant study. J Pain. 9 (10), 945-954 (2008).
