마우스에 콜드 민감도 및 적응을 결정하기위한 간단하고 저렴한 방법

Summary

The Cold Plantar Assay (CPA) measures cold responsiveness between 30 °C and 5 °C, and can also measure cold adaptation. This protocol describes how to use the CPA to measure cold hypersensitivity, analgesia, and adaptation in mice.

Abstract

Cold hypersensitivity is a serious clinical problem, affecting a broad subset of patients and causing significant decreases in quality of life. The cold plantar assay allows the objective and inexpensive assessment of cold sensitivity in mice, and can quantify both analgesia and hypersensitivity. Mice are acclimated on a glass plate, and a compressed dry ice pellet is held against the glass surface underneath the hindpaw. The latency to withdrawal from the cooling glass is used as a measure of cold sensitivity.

Cold sensation is also important for survival in regions with seasonal temperature shifts, and in order to maintain sensitivity animals must be able to adjust their thermal response thresholds to match the ambient temperature. The Cold Plantar Assay (CPA) also allows the study of adaptation to changes in ambient temperature by testing the cold sensitivity of mice at temperatures ranging from 30 °C to 5 °C. Mice are acclimated as described above, but the glass plate is cooled to the desired starting temperature using aluminum boxes (or aluminum foil packets) filled with hot water, wet ice, or dry ice. The temperature of the plate is measured at the center using a filament T-type thermocouple probe. Once the plate has reached the desired starting temperature, the animals are tested as described above.

This assay allows testing of mice at temperatures ranging from innocuous to noxious. The CPA yields unambiguous and consistent behavioral responses in uninjured mice and can be used to quantify both hypersensitivity and analgesia. This protocol describes how to use the CPA to measure cold hypersensitivity, analgesia, and adaptation in mice.

Introduction

설치류 냉 반응성 측정은 모두 정상 및 병리학 적 조건 하에서 인간 감기 감도의 전위 메커니즘에 대한 이해를 향상시키는 것이 중요하다. 콜드 발바닥 분석 (CPA)는 원래 전 ¹ 몇 년이, RT에 전달 차가운 자극에 재현, 모호하지 않은 쥐의 행동 반응을 생성하도록 설계 개발했다. 이러한 분석의보다 최근의 ^개선이 온도의 넓은 범위에서 감기 감도 측정 재현성있게되었다. 두 버전은 상대적으로 높은 처리량, 사용이 저렴하도록 설계되어 있습니다.

진보는 많은 다른 방법을 이용하여 행동 민감성 감기 메커니즘을 이해에서했다. 하나의 방법은 dabbing 또는 마우스 발에 분사하고 아세톤 마우스 발바닥 ^3,4 플릭 소비하는 시간의 양을 측정하는 것을 포함 아세톤 증발 시험이다. 불행하게도,아세톤의 증발에 대한 응답은 젖은 감각과 아세톤의 냄새에 의해 혼동된다. 또한, 아세톤 증발 시험에서인가되는 냉 자극을 적용 아세톤의 양을 기준으로 정량화하기 어렵다 변할 수있다. 마지막으로, 손상되지 않은 마우스는 기준선 아세톤 최소한 응답이 불가능이 방법 과민증의 부재 진통을 측정 할 수있다.

차가운 반응에 대한 또 다른 고전적인 분석은 꼬리가 차가운 물 ^5,6에 침지 한 후 철수 대기 시간을 측정 꼬리 영화 분석이다. 이 분석에서 행동 반응가 명확한 및 분석은 특정 온도에 대한 반응을 측정하는 동안, 동물은 잘 설명 스트레스 유발 진통 메커니즘 ^(7)를 통해 차가운 응답을 변경할 수있는, 테스트 기간 동안 억제해야합니다.

일반적으로 사용되는 또 다른 도구는 행동을 측정하는 냉각 판 테스트입니다마우스의 응답은 그들이 펠티어 냉각 판 ^8-10에 배치 된 후. 이 도구는 특정 온도에서 동물의 응답에 대한 정보를 제공하지만, 그것은 또한 일관성없이 사용되어왔다; 상이한 그룹 점프 ^8,11 수, 제 ^{13 8,11-} 응답 대기 시간을 포함한 다른 종류의 반응을 측정하고, 발과의 수는 매우 다른 결과 ^{11,13,14 리프트.} 콜드 플레이트 분석은 한번에 시험 할 수 하나만 동물로 비교적 낮은 스루풋이며 비싸고 깨지기 펠티에 소자를 필요로한다.

2 판 온도 환경 시험 동물이 서로 다른 온도 ^{9,15- (17)이} 연결 판에 보내는 시간의 상대적인 양을 측정 냉각 판 시험의 일반적으로 사용되는 파생 상품이다. 또 다른 유사한 분석은 일반적으로 사용되는 열 구배 분석 생쥐으로 다른 온도 대에서 보내는 시간의 양긴 금속 접시에 5 ° C와 45 ° C 사이의 범위는 ^(16)을 측정한다. 이러한 분석은 온도의 비교를 할 수 있지만, 그것은 행동이 온도 회피 또는 온도 취향을 나타내는 지 여부를 명확하지 않다.

마지막으로, 냉각 판 동적 분석은 마우스 ⁽¹⁸⁾ 주변의 온도 ^변화에 어떻게 반응하는지 측정하기 위해 사용되었다. 이 방법은 RT의 펠티어 장치에 마우스를 놓고 마우스 점프 또는 다른 판의 온도에서 자신의 발을 핥고 얼마나 측정하면서 1 ° C로 낮아진다 포함한다. 이 마우스는 냉각 환경에 적응하는 방법을 테스트하는 동안, 마우스는 냉각기 주위 온도의 환경에서 냉 자극에 반응하는 방법을 테스트하기위한 방법을 제공하지 않는다. 또한, 그것을 수행하기 위해 고가의 장비를 필요로하며, 그 감기 감도를 측정하기 전에 테스트 장비에 쥐를 적응 방법을 제공하지 않는다.

이러한 분석을 보완하기 위해, CPA는 ACCLIMA을 테스트다양한 온도 범위에서 잘 정의 냉 자극에 응답 테드 또는 차가운 주변 온도에 적응하는 과정. 그것은 저렴한 비용으로 높은 처리량 테스트를 위해 확장 할 수있는 가능성과 함께, 우리의 현재 장치에 한 번에 14 마우스까지 테스트 할 수 있습니다.

Protocol

모든 마우스 프로토콜은 건강 지침 국립 연구소에 따라이었고, 의학의 워싱턴 대학의 동물 연구위원회 (세인트 루이스, MO)에 의해 승인되었다. 1. 테스트 판 및 인클로저 준비 유리 표면을 청소합니다. 실험실 테이프로 유리판의 중앙에 표면에 T 형 필라멘트 열전쌍 프로브를 고정. 플레이트의 중앙을 따라 한 줄로 유리 접시에 동물 인클로저를 놓습니?…

Representative Results

30 ° C, 23 ° C, 17 ° C, 12 ° C에서 시작 마우스에서 유발 행동 반응이 높은 재현성 (그림 4A) (20)이다. 뒷발에 따라 발생되는 냉 자극을 측정하기 위하여, 마우스를 케타민 / 자일 라진 / 아세 프로 마진 칵테일로 마취하고 그의 발은 T 형 필라멘트 열전대 (도 4b) (20)의 상부에 유리에 고정 하였다. 유리 냉각하거나 원하는 테스트 범위로 가온 하였다. 판은 판 <str…

Discussion

The CPA can be used to assess cold sensitivity and cold adaptation in mice. It provides an affordable, efficient way to measure cold responses in unrestrained, acclimated animals at a wide variety of temperature ranges. It also provides an unambiguous behavioral response with an easily quantified and analyzed output variable. It has already been used to assess changes in cold sensitivity induced by inflammation¹, neuropathic injury¹, analgesics¹, genetic knockouts²⁰, and ge…

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
T-type thermocouple probe	Physitemp	IT-24p	Used to measure the surface temperature of the glass (http://www.physitemp.com/products/probesandwire/)
Glass plate	Local glass company (in St. Louis, Stemmerich Inc)	N/A	We use pyrex glass (borosilicate float). Our lab generally uses 1/4'', but 3/16'' and 1/8'' are also useful
Thermal Data logger	Extech	EA15	Thermologger to keep track of glass temperature (http://www.extech.com/instruments/product.asp?catid=64&prodid=408)
3mL Syringe	BD	309657	The top is cut off, and dry ice is compressed in the syringe to generate a cold probe
Computer	If using Extech logger, any Pcwill work	N/A
Aluminum boxes	Washington University in St. Louis machine shop	N/A	boxes are 3' long, 4.5'' wide, and 3'' tall with a sealed lid.  There is a 1/2'' hole drilled into one short side of each box, near the bottom. These holes are filled with rubber stopcocks when the boxes are filled with wet ice or hot water.
Heated water circulator	VWR		Any water circulator model with a pump will work
21 gauge needle	BD	305165	The exact needle size is not important
Hand timer	N/A		Any hand timer will work
Mirror	N/A		Any flat mirror will work