Brenn skadeindusert smerte og depresjonslignende oppførsel hos mus
Summary
En forbigående skåldskade (65 °C ± 0,5 °C, 3 s) av en bakpote reduserer terskelen (g) til von Frey filamentstimulering av den ipsilaterale siden og endrer gangmønsteret. Dessuten induserer brannskader depresjonslignende oppførsel i den tvungne svømmetesten.
Abstract
Skålding av vann er den vanligste årsaken til brannskader hos både eldre og unge. Det er en av de store kliniske utfordringene på grunn av den høye dødeligheten og oppfølgeren i lav- og mellominntektsland. Brannskader induserer ofte intens spontan smerte og vedvarende allodyni samt livstruende problem. Enda viktigere er at overdreven smerte ofte ledsages av depresjon, noe som kan redusere livskvaliteten betydelig. Denne artikkelen viser hvordan du utvikler en dyremodell for studiet av brennindusert smerte og depresjonslignende oppførsel. Etter anestesi ble brannskader indusert ved å dyppe musens ene bakpote i varmt vann (65 °C ± 0,5 °C) i 3 s. Von Frey-testen og automatisert ganganalyse ble utført annenhver dag etter brannskader. I tillegg ble depresjonslignende oppførsel undersøkt ved hjelp av tvungen svømmetest, og rota-stangtesten ble utført for å skille den unormale motorfunksjonen etter brannskader. Hovedformålet med denne studien er å beskrive utviklingen av en dyremodell for studiet av brannskadeindusert smerte og depresjonslignende oppførsel hos mus.
Introduction
Vevsskade, som forbrenning og traumer, er generelt forbundet med samtidig forekomst av akutt smerte. Brannskader og traumerelaterte symptomer er anslagsvis 1.80.000 dødsfall hvert år skyldes brannskader – de aller fleste forekommer i lav- og mellominntektsland fra ulike typer brannskader1. Ifølge en verdensomspennende rapport er brannskader vanlig hos barn og står for omtrent 40% -60% av innlagte pasienter 2,3. Disse spesifikke skadene er enda mer alvorlige, da de kan oppstå i hverdagen, for eksempel kokende eller badevann 4,5. Selv om akutt smerte kan løses spontant etter utvinning fra vevsskade i de fleste tilfeller, kan det være mulig å bli kronisk på grunn av unormale endringer i nervesystemet 6,7.
Nylig har det blitt antydet at akutt smerte kan indusere et deprimert humør, og kronisk smerte kan forårsake angst og depresjon 8,9,10,11. Sameksistensen av smerte og depresjon gjør det vanskeligere å behandle pasienten. Depresjon har også en tendens til å øke smertefølsomheten, noe som sannsynligvis vil indusere mer intens depresjon og smerte12. Komplikasjoner av smerte og depresjon er vist i dyremodeller av perifer betennelse 13,14,15,16. De detaljerte mekanismene som ligger til grunn for smerteindusert depresjon er ikke godt kjent før nå17. Dermed er det nødvendig å utvikle mer effektive behandlinger for brannskader for å lindre bivirkninger og symptomer.
Dermed ble den nåværende studien designet for å utvikle en dyremodell for å studere brannskadeindusert akutt smerte og depresjonslignende oppførsel hos mus. For dette ble det målt brannskadrelatert unormal taktil følsomhet, endret gangmønster og depresjonslignende oppførsel. I tillegg forsøker denne studien å validere modellen ved hjelp av NSAIDs.
Protocol
Representative Results
Discussion
Skåldingsforbrenningen er en slags termisk brenning som skyldes oppvarmede væsker. Det har blitt antydet at første- eller andregradsforbrenning forekommer i de fleste tilfeller, men langvarig kontakt med varmekilder kan forårsake tredjegradsforbrenning26. I den nåværende studien ble brannskader indusert ved å utsette høyre bakpote av mus i varmt vann ved 65 °C i 3 s 4,26. Vevsskade ble oppdaget i den brannskadde poten, som viser v…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denne forskningen ble støttet av Chungnam National University og National Research Foundation of Korea (NRF) stipend finansiert av regjeringen i Korea (NRF-2019R1A6A3A01093963 og 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 |
References
- 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).
