Summary

Kronisk Konstriktion af iskiasnerven og Smerter Overfølsomhed test i rotter

Published: March 13, 2012
doi:

Summary

På grund af enkelheden af ​​kirurgi og robust adfærdsmæssige mål, kronisk konstriktion af iskiasnerven er en af ​​de fremtrædende dyremodeller for neuropatisk smerte. Inden for 24 timer efter kirurgi, smerte overfølsomhed etableret og kan måles kvantitativt ved hjælp af en von Frey aesthesiometer (mekanisk test) og plantar analgesi meter (termisk test).

Abstract

Kronisk neuropatisk smerte, der skyldes skade på det centrale eller perifere nervesystem, er et fremherskende og invaliderende lidelse, der påvirker 7-18% af befolkningen 1,2. Symptomerne omfatter spontan (prikken, brændende, elektrisk stød lignende) smerter, dysæstesi, paræstesi, allodyni (smerter som følge af normalt ikke-smertefulde stimuli) og hyperalgesi (øget respons på smertefulde stimuli). De sensoriske symptomer er co-morbide med adfærdsmæssige handicap, såsom søvnløshed og depression. At studere kronisk neuropatisk smerte adskillige dyremodeller efterligner perifer nerveskade blevet udviklet, et af de benyttede mest er Bennett og Xie s (1988) ensidig ischiasnerven kronisk konstriktion skade (CCI) 3 (figur 1). Her præsenterer vi en metode til at udføre CCI og test smerte overfølsomhed.

CCI udføres under bedøvelse, med iskiasnerven på den ene side udsættes for ved at gøre somkin indsnit, og skære gennem bindevæv mellem gluteus superficialis og biceps femoris muskler. Fire krom gut ligaturer er bundet løst omkring iskiasnerven på 1 mm mellemrum, bare occlude, men ikke arrestere epineural blodgennemstrømning. Såret lukkes med suturer i muskel og hæfteklammer i huden. Dyret får derefter lov at komme sig kirurgi for 24 timer før smerten overfølsomhed testning påbegyndes.

For adfærdsmæssig testning rotterne placeret i testapparatet, og får lov til at vænne sig til testproceduren. Det testede område er midt-plantar overflade bagpote (figur 2), der falder inden for iskiasnerven distribution. Mekanisk tilbagetrækning tærskel vurderes ved mekanisk at stimulere både sårede og skadede bagpoter ved hjælp af et elektronisk dynamisk plantar von Frey aesthesiometer eller manuel von Frey hår 4. Den mekaniske tilbagetrækning tærskel er det maksimale pression(I gram), der udløser tilbagetrækning af poten. Til måling af termisk tilbagetrækning latens, først beskrevet af Hargreaves et al (1988), er bagpote udsættes for en stråle af strålevarme gennem et transparent glas-overfladen med en plantart analgesi meter 5,6. Tilbagetrækningen latenstid for varme stimulus registreres som tidspunktet for potetilbagetrækning både skadede og ubeskadiget bagpoter. Efter CCI, mekanisk tilbagetrækning tærskel, samt termisk tilbagetrækning latenstid i den skadede pote er både væsentligt reduceret i forhold til baseline målinger og skadede pote (Figur 3). CCI-modellen af ​​perifer nerveskade kombineret med smerte overfølsomhed test tilvejebringer et modelsystem til at undersøge effektiviteten af ​​potentielle terapeutiske midler til at modificere kronisk neuropatisk smerte. I vores laboratorium, benytter vi CCI sammen med termisk og mekanisk følsomhed af de bagpoter at undersøge betydningen af ​​neuro-immune interaktioner i patogenesenog behandling af neuropatisk smerte.

Protocol

1. Iskiasnerven Kronisk Konstriktion Aseptiske skal anvendes til den kirurgiske procedure. Desinficer den kirurgiske arbejde overfladen med 70% ethanol og på forhånd forberede sterile instrumenter (f.eks fine saks, pincet og retraktor), gazer, hæfteklammer og podninger ved autoklavering. For flere operationer, rengøre og resterilise instrumenter med 70% ethanol eller en tør perle sterilisator mellem rotter. En kirurgisk maske, hår motorhjelm og sterile handsker bør anvendes. <p clas…

Discussion

CCI er en almindeligt anvendt perifer nerveskade model for kronisk neuropatisk smerte. Det er forholdsvis enkelt at udføre, og producerer robust og stabil smerte hypersensitivitet i mindst en måned efter skade. Efter CCI udviser rotter unormal kropsholdning af tilskadekomne bagpote (tæer holdt sammen og plantar-bøjet og pote vendt), såvel som gentagen rystning, bevogtning og slikke af de sårede bagpote tyder på tilstedeværelsen af spontan smerte 9. Ud over sensorisk dysfunktion, har adskillige forsker…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatterne vil gerne anerkende den oprindelige beskrivelse af de fælles konsulære instrukser model af Bennett og Xie (1988).

Dette arbejde blev støttet delvist af tilskud fra National Health og Medical Research Council of Australia (ID # 568.637) og NSW Kontoret for videnskab og medicinsk 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/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