טיפול תוך-ברובני עם בדיקות Resiniferatoxin וכאב בעכברים
Summary
קולטן ארעי פוטנציאל vanilloid סוג 1 (TRPV1) באזור העל-שדרתי הוצע לשחק כמה תפקידים בתפקוד המוח. מתואר כאן הוא פרוטוקול להזרקה intracerebroventricular של resiniferatoxin עבור desensitization TRPV1 על-שדרתי בעכברים. כמו כן, מוצגים הליכים לבדיקות כאב מסוימות.
Abstract
קולטן ארעי פוטנציאל vanilloid סוג 1 (TRPV1), ערוץ cation תרמוסיבי, ידוע לעורר כאב בעצבים ההיקפיים. בנוסף לתפקוד ההיקפי שלה, מעורבותה בתפקודי המוח הוצעה גם. Resiniferatoxin (RTX), אגוניסט TRPV1 אולטרהpotent, כבר ידוע לגרום לדה-רגישות לטווח ארוך של TRPV1, וdesensitization זה כבר גישה חלופית לחקירת הרלוונטיות הפיזיולוגית של תאים המביעים TRPV1. כאן אנו מתארים פרוטוקול לטיפול תוך-ברוונטרי (i.c.v. ) עם RTX בעכברים. הליכים מתוארים לבדיקת nociception לגירוי TRPV1 היקפי (בדיקת RTX) וגירוי מכני (בדיקת לחץ זנב) ולאחר מכן בצע. למרות התגובות nociceptive של עכברים שניתנו RTX i.c.v. היו דומים לאלה של קבוצות הבקרה, RTX-i.c.v.-מנוהל עכברים היו רגישים לאפקט משכך כאבים של פרצטמול, מציע כי טיפול RTX i.c.v. יכול לגרום לדה-רגישות TRPV1 סלקטיבית על-טבעית. מודל עכבר זה יכול לשמש כמערכת ניסיונית נוחה ללימוד התפקיד של TRPV1 בתפקוד המוח/על-שדרתי. טכניקות אלה ניתן להחיל גם על מחקרים של הפעולות המרכזיות של תרופות אחרות.
Introduction
בעלי חיים מקבלים גירויים פיזיים וכימיים שונים מהסביבה שלהם באמצעות חיישנים על העצבים ההיקפיים. קולטן ארעי פוטנציאל vanilloid סוג 1 (TRPV1) הוא אחד התרמוזים, לא בחירה cation ערוצים הפועלים כמו חיישניחום 1,2, והפעלה ו / או אפנון של TRPV1 ידוע להיות צעד מפתח עבור nociception בהקשרים נורמליים ודלקתיים3. למרות דפוס הביטוי הכולל הוא שנוי במחלוקת, ביטוי של TRPV1 הוצע גם באזורים על-שדרתיים, להיות מעורב בפעילויות מוח שונות (כולל nociception4, thermoregulation5,חרדה 6, הפרעת קשבוריכוז 7, ואפילפסיה8). יתר על כן, לאחרונה הוצע כי פרצטמול, משכך כאבים בשימוש נרחב, מתווכת את ההפעלה של TRPV1 המרכזי כדי לעורר את פעולת משכךהכאבים שלה 9,10.
ניהול עודף TRPV1 אגוניסט כולל קפסאיצין ו resiniferatoxin (RTX) לבעלי חיים מוביל למותם של נוירונים TRPV1 חיובי ו desensitization לטווח ארוך אנטגוניסטים TRPV111,12. בשילוב עם היישום המקומי(תוך-תקל 13,,14,תוך-15,,16,,17ו-intraganglional18),גישה זו של אבלציה כימית סיפקה דרך חלופית לחקור את הפונקציות הפיזיולוגיות של TRPV1. לאחרונה דיווחנו כי הזרקת intracerebroventricular (i.c.v.) של RTX מעכב את ההשפעה משכך כאבים של פרצטמול בעכברים, מציע supraspinal סלקטיבי TRPV1 desensitization19. בכתב היד הזה, אנו מציגים את הפרוטוקול המדויק להזרקת I.C.V. ובדיקות כאב עוקבות.
הזרקה ישירה של תרופות לחדרי המוח מאפשרת ללמוד את ההשפעות המרכזיות שלהם תוך מינימליזציה של כל השפעות היקפיות. הליך ההזרקה i.c.v. המוצג כאן הוא שינוי של השיטה שדווחה על ידי היילי ומקקורמיק20. שיטה זו היא פשוטה הכרוכה החדרה של מחט הזרקה לתוך החדרים לחוץ דרך תפר הקורונה ואינה דורשת כל ציוד מיוחד או הליכים כירורגיים עבור קנטוריה.
יישום מקומי היקפי של אגוניסטים TRPV1 מעורר תחושת כאב בוער ודלקת נוירוגנית. עכברים שטופלו באופן שיטתי בעכברי RTX ו- TRPV1-KO אינם רגישים לגירוי זה13. ביצענו הזרקת תוך פלנטר של RTX (בדיקת RTX) כדי לאשר את השימור של TRPV1 היקפי ב RTX-i.c.v. עכברים . שיטה זו היא שינוי של מבחן פורמלין קונבנציונלי21.
דווח כי עכברים שטופלו באופן שיטתי בעכברי RTX ו- TRPV1-KO מראים סף רגיללגירוייםמכניים 11,13,22. כאן אנו מציגים הליך לבדיקת לחץ הזנב לבדיקת שינויים באפקט משכך כאבים של פרצטמול.
כל ההליכים הללו הם אורתודוקסיים ורב-תכליתיים, ותוכלים ליישם אותם במחקרים של תרופות אחרות.
Protocol
Representative Results
Discussion
הצעד הקריטי ביותר בניסויים אלה הוא ההצלחה של הזרקת I.C.V. טכניקת הזרקת I.c.v. בשימוש כאן הוא די פשוט אבל דורש קצת תרגול. לפני ניסויים, מומלץ להתאמן עם צבעים (למשל 0.5% טריפאן כחול בתמיסת מלח). אם הזריקה מבוצעת כראוי, סימן מחט צריך להיות ניכר על תפר הקורונה ואת הצבע המוזרק צריך להיות נוכח בחדר ההתפלה …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אף לא אחד .
Materials
| Resiniferatoxin | LKT Laboratories | R1774 | used for s.c./i.c.v. pretreatments and the RTX test |
| Acetaminophen | IWAKI SEIYAKU | gifted from IWAKI SEIYAKU | |
| Pentobarbital sodium salt | Tokyo Chemical Industry | P0776 | used for anesthesia |
| Ethanol (99.5) | Wako Pure Chemical Industries | 057-00456 | used for dissolving RTX |
| Polyoxyethylene(20) Sorbitan Monooleate | Wako Pure Chemical Industries | 161-21621 | used for dissolving RTX |
| 25 mL microsyringe | Hamilton | 1702LT | used for i.c.v. injection |
| 100 mL microsyringe | Hamilton | 1710LT | used for intraplantar injection |
| 26-gauge disposable needle | TERUMO | NN-2613S | used for i.c.v. injection |
| 30-gauge disposable needle | NIPRO | 01134 | used for intraplantar injection |
| Pressure meter | Ugo Basile | Analgesy-Meter Type 7200 | used for tail pressure test |
References
- Cavanaugh, D. J., Chesler, A. T., Braz, J. M., Shah, N. M., Julius, D., Basbaum, A. I. Restriction of transient receptor potential vanilloid-1 to the peptidergic subset of primary afferent neurons follows its developmental downregulation in nonpeptidergic neurons. J Neurosci. 31 (28), 10119-10127 (2011).
- Caterina, M. J., Schumacher, M. A., Tominaga, M., Rosen, T. A., Levine, J. D., Julius, D. The capsaicin receptor: a heat-activated ion channel in the pain pathway. Nature. 389 (6653), 816-824 (1997).
- Caterina, M. J., et al. Impaired nociception and pain sensation in mice lacking the capsaicin receptor. Science. 288 (5464), 306-313 (2000).
- Starowicz, K., et al. Tonic endovanilloid facilitation of glutamate release in brainstem descending antinociceptive pathways. The Journal of neuroscience the official journal of the Society for Neuroscience. 27 (50), 13739-13749 (2007).
- Gavva, N. R., et al. The vanilloid receptor TRPV1 is tonically activated in vivo and involved in body temperature regulation. The Journal of neuroscience the official journal of the Society for Neuroscience. 27 (13), 3366-3374 (2007).
- Marsch, R., et al. Reduced anxiety, conditioned fear, and hippocampal long-term potentiation in transient receptor potential vanilloid type 1 receptor-deficient mice. Journal of Neuroscience. 27 (4), 832-839 (2007).
- Tzavara, E. T., et al. Endocannabinoids activate transient receptor potential vanilloid 1 receptors to reduce hyperdopaminergia-related hyperactivity: Therapeutic implications. Biological Psychiatry. 59 (6), 508-515 (2006).
- Nazıroğlu, M., Övey, &. #. 3. 0. 4. ;. S. Involvement of apoptosis and calcium accumulation through TRPV1 channels in neurobiology of epilepsy. Neuroscience. 293, 55-66 (2015).
- Mallet, C., et al. TRPV1 in brain is involved in acetaminophen-induced antinociception. PloS one. 5 (9), 1-11 (2010).
- Barrière, D. A., et al. Fatty acid amide hydrolase-dependent generation of antinociceptive drug metabolites acting on TRPV1 in the brain. PloS one. 8 (8), e70690 (2013).
- Jancsó, G., Kiraly, E., Jancsó-Gábor, A. Pharmacologically induced selective degeneration of chemosensitive primary sensory neurones. Nature. 270 (5639), 741-743 (1977).
- Szallasi, A., Blumberg, P. M. Vanilloid receptor loss in rat sensory ganglia associated with long term desensitization to resiniferatoxin. Neuroscience Letters. 140 (1), 51-54 (1992).
- Cavanaugh, D. J., et al. Distinct subsets of unmyelinated primary sensory fibers mediate behavioral responses to noxious thermal and mechanical stimuli. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106 (22), 9075-9080 (2009).
- Jeffry, J. A., Yu, S. Q., Sikand, P., Parihar, A., Evans, M. S., Premkumar, L. S. Selective targeting of TRPV1 expressing sensory nerve terminals in the spinal cord for long lasting analgesia. PLoS ONE. 4 (9), e7021 (2009).
- Jancsó, G. Intracisternal capsaicin: selective degeneration of chemosensitive primary sensory afferents in the adult rat. Neuroscience letters. 27 (1), 41-45 (1981).
- Gamse, R., Saria, A., Lundberg, J. M., Theodorsson-Norheim, E. Behavioral and neurochemical changes after intracisternal capsaicin treatment of the guinea pig. Neuroscience Letters. 64 (3), 287-292 (1986).
- Neubert, J. K., et al. Characterization of mouse orofacial pain and the effects of lesioning TRPV1-expressing neurons on operant behavior. Molecular pain. 4, 43 (2008).
- Karai, L., et al. Deletion of vanilloid receptor 1-expressing primary afferent neurons for pain control. The Journal of clinical investigation. 113 (9), 1344-1352 (2004).
- Fukushima, A., Mamada, K., Iimura, A., Ono, H. Supraspinal-selective TRPV1 desensitization induced by intracerebroventricular treatment with resiniferatoxin. Scientific reports. 7 (1), 12452 (2017).
- Haley, T. J., McCormick, W. G. Pharmacological effects produced by intracerebral injection of drugs in the conscious mouse. British journal of pharmacology and chemotherapy. 12 (1), 12-15 (1957).
- Tjølsen, A., Berge, O. G., Hunskaar, S., Rosland, J. H., Hole, K. The formalin test: an evaluation of the method. Pain. 51 (1), 5-17 (1992).
- Ohsawa, M., Miyabe, Y., Katsu, H., Yamamoto, S., Ono, H. Identification of the sensory nerve fiber responsible for lysophosphatidic acid-induced allodynia in mice. Neuroscience. 247, 65-74 (2013).
- Tanabe, M., Tokuda, Y., Takasu, K., Ono, K., Honda, M., Ono, H. The synthetic TRH analogue taltirelin exerts modality-specific antinociceptive effects via distinct descending monoaminergic systems. British journal of pharmacology. 150 (4), 403-414 (2007).
- Ono, H., et al. Reduction in sympathetic nerve activity as a possible mechanism for the hypothermic effect of oseltamivir, an anti-influenza virus drug, in normal mice. Basic & clinical pharmacology & toxicology. 113 (1), 25-30 (2013).
- Kauer, J. A., Gibson, H. E. Hot flash: TRPV channels in the brain. Trends in neurosciences. 32 (4), 215-224 (2009).
