قياس التغيرات في حساسية اللمس في المخلب الخلفي للفئران باستخدام جهاز فون فراي الإلكتروني
ديسمبر 19, 2013
تعد قياسات فون فراي الإلكترونية بديلا فعالا ومحسنا لخيوط فون فراي الكلاسيكية ، لأنها تسمح بقياس سريع ودقيق للتغيرات في عتبات الانسحاب الميكانيكي للقوارض لمحفزات الضغط المطبقة باستمرار قبل وبعد حدث التهابي.
الهدف العام من هذا الإجراء هو قياس عدم وجود استجابات حساسة للضغط الميكانيكي في المخلب الخلفي للفئران. يتم تحقيق ذلك عن طريق وضع أولا على أرضية سلكية والسماح لها بالتعود عندما تكون جاهزة. يتم تطبيق طرف من مادة البولي بروبلين على الجانب السفلي من المخلب الخلفي ، ويزداد الضغط تدريجيا.
عندما يتم ملاحظة الاستجابة السلوكية المناسبة ، يتم سحب التحفيز. بمجرد جمع قيم خط الأساس ، تتلقى تدخلا تجريبيا قبل إجراء مزيد من الاختبارات. في النهاية ، تتم مقارنة التغييرات في عتبات انسحاب المخلب الخلفي عبر مجموعات العلاج لتحديد تأثير علاج معين على التغيرات في حساسية اللمس للضغط.
الألم هو عنصر أساسي للالتهاب. من المهم قياس وتوصيف الألم في سياقات مختلفة. يمكن تطبيق هذه الطريقة البسيطة نسبيا لتقييم الألم على العديد من نماذج الالتهاب المختلفة.
سيتمتوضيح الإجراء تيانا وف فني أبحاث في مختبري ، ماديسون ماك ، الذي شارك في هذا العمل كطالب جامعي وأكيلا سايكس. حاليا طالب جامعي في مختبري. ابدأ بإعداد جهاز الاختبار لسهولة الوصول إلى الكفوف الخلفية.
ضع الغرف الفردية فوق أرضية شبكية. يجب أن تكون الأرضية الشبكية على ارتفاع مريح وعلى سطح قوي. بعد ذلك ، ضع جهاز Von Frey الإلكتروني على سطح الطاولة.
تأكد من توصيل المسبار والكابل بشكل مناسب بوحدة العرض وقم بتشغيل الجهاز في وضع الإعداد. اضبط القراءة على الصفر وضع وزن الاختبار المقدم برفق على مخروط مسبار فون فراي. سجل القراءة وكرر هذا الإجراء مرة أخرى في نهاية الاختبار ، إذا كان هناك تناقض بين القيمتين ، فقد يحتاج الجهاز إلى إعادة المعايرة.
حدد طرف مادة البولي بروبلين بالحجم المناسب للأنسجة المراد اختبارها. تعمل الأطراف الصلبة بشكل جيد مع أنسجة المخلب الخلفي الأقل حساسية والأكثر صلابة. قم بتركيب الطرف برفق على مخروط المسبار.
قم بالتبديل التالي من وضع الإعداد إلى وضع التشغيل. سيعرض هذا الحد الأقصى للضغط المطبق عند سحب المسبار. هناك حاجة إلى اثنين من المحققين لقياس عتبات سحب المخلب الخلفي.
أحدهما ، لتشغيل الجهاز وإجراء القياسات ، والآخر لتسجيل تلك القياسات من أجل تقليل التحيز. يجب أن يكون الباحث الذي يقوم بتشغيل جهاز التخدير TER أعمى عن العلاجات وكذلك عن قيم عتبة الانسحاب المسجلة. علاوة على ذلك ، لضمان الاتساق بين القياسات ، يجب على نفس الفرد تسجيل جميع قيم خط الأساس وعتبة السحب.
قبل 48 ساعة من العلاج ، يتم تسجيل المجموعة الأولى من قياسات خط الأساس. ضع مادة ماصة أسفل الحامل لجمع النفايات المفرزة. بعد تركيب الطرف وتصفير المسبار ، يجب على المجرب الذي يسجل القياسات وضع الفئران في غرف فردية.
قم بتغطية الغرف بأغطية مثقبة ، وضع جسما ثقيلا في الأعلى. لمنع الفئران من الهروب ، اسمح للفئران بالتأقلم مع الغرفة لمدة 15 دقيقة قبل المتابعة. بشكل عام ، سيكافح الأفراد الجدد في هذه التقنية من التطبيق التدريجي للضغط المتزايد ، ومع إنشاء الاتساق الداخلي مع قياساتهم الخاصة ، فإن الممارسة ضرورية لتوليد نتائج قابلة للتكرار.
عندما تكون جاهزا ، استخدم يديك لرفع المسبار ببطء وتحفيز وسادة القدم للمخلب الخلفي الأيسر أو الأيمن. قم بزيادة الضغط تدريجيا حتى يتم ملاحظة سلوك الألم. يتم تحديدها عن طريق تراجع المخلب الخلفي أو لعق المخلب الخلفي أو القفز على المخلب.
اطلب من المحقق الآخر تسجيل الضغط الذي أثار السلوك المرصود. أثناء القياس ، من المفيد تشجيع الفأر على البقاء ثابتا عن طريق وضع حنك الطعام خارج الغرفة مباشرة أو إحداث ضوضاء طفيفة مثل النقر اللطيف قبل أخذ القياس. استمر في الماوس التالي حتى يتم اختبار كل منها مرة واحدة وكرر هذا الإجراء أربع مرات أخرى.
بعد جمع خمس قيم أساسية ، احصل على متوسط لكل ماوس. كرر قياسات خط الأساس بعد 24 ساعة واستخدم هذه القيم لحساب متوسط آخر. للتأكد من أن جميع الفئران لديها استجابات أساسية متسقة ، استبعد التي يقل متوسط عتبة الانسحاب الأساسية فيها عن 3.5 جرام أو مع عتبات خط الأساس تختلف بمقدار جرامين أو أكثر.
أخيرا ، قم بتعيين الفئران في مجموعات علاج منفصلة بحيث يكون متوسط خط الأساس للانسحاب لكل منها متشابها قدر الإمكان هنا ، تم قياس عتبات الانسحاب بعد المخلب الخلفي ، وإعطاء السم ، ROS raca. التحكم المعالج بالمحلول الملحي. أظهرت الفئران تغيرا طفيفا مقارنة بخط الأساس في جميع الأوقات.
تمالحفاظ على استجابات النقاط التي تم اختبارها في الفئران المعالجة بوضوح لمدة تصل إلى ست ساعات. بالإضافة إلى ذلك ، كانت وذمة الأنسجة ، وهي سمة من سمات الالتهاب ، واضحة في السم ، ولكن ليس الكفوف الخلفية المعالجة بالمحلول الملحي. كانت التغيرات الناجمة عن السم في حساسية اللمس مصحوبة بتدفق عدلات يبلغ حوالي 1000 ضعف.
بالمقارنة مع الكفوف الخلفية المعالجة بالمحلول الملحي في الكفوف المعالجة بالمحلول الملحي ، كانت الخلايا البدينة الأخمصية في أنسجة المخلب الخلفي سليمة إلى حد كبير أو أظهرت تحبيبا خفيفا. في المقابل ، أظهر الخلف المتزاوج 15 إلى 20٪ تحلل معتدل وواسع النطاق للخلايا البدينة. يمكن تكييف هذه التقنية لتقييم الحساسية الميكانيكية أو اللمسية في مجموعة واسعة من الأنسجة بخلاف المخلب الخلفي.
لذلك ، يمكن دمج هذه التقنية في العديد من نماذج القوارض المختلفة للالتهاب والألم.
نظرة عامة
تقدم هذه المقالة طريقة لقياس الاستجابات الألميّة للضغط الميكانيكي في مخلب الفئران الخلفي باستخدام قياسات فون فراي الإلكترونية. تتيح هذه التقنية تقييمًا سريعًا ودقيقًا للتغيرات في عتبات الانسحاب الميكانيكي قبل وبعد التدخلات الالتهابية.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلوم
- علم الأعصاب
- التقييم السلوكي
- نماذج الالتهاب
الخلفية
- قياس الألم أمر حاسم لفهم الالتهاب.
- يوفر جهاز فون فراي الإلكتروني مزايا على الطرق الكلاسيكية.
- القياس الدقيق لعتبات الانسحاب ضروري لتكرار النتائج.
- يمكن تكييف هذه الطريقة لمختلف نماذج القوارض.
هدف الدراسة
- لتقييم الحساسية الميكانيكية استجابةً لمحفزات الضغط.
- لتقييم تأثيرات العلاجات على السلوك الألمي.
- لإنشاء طريقة موثوقة لتقييم الألم في البحث.
الطرق المستخدمة
- تعتاد الفئران على أرضية شبكة سلكية.
- التطبيق التدريجي للضغط باستخدام طرف من البولي بروبلين.
- تسجيل عتبات الانسحاب بواسطة محققين اثنين مجهولي الهوية.
- مقارنة القياسات الأساسية وما بعد العلاج.
النتائج الرئيسية
- لوحظت تغيرات كبيرة في عتبات الانسحاب بعد العلاج.
- تميز الالتهاب بوذمة الأنسجة وتدفق الخلايا الحبيبية.
- تباين تفريغ الخلايا البدينة بين مجموعات العلاج.
- أظهرت الطريقة قابلية التكيف لمختلف الأنسجة.
الاستنتاجات
- طريقة فون فراي الإلكترونية فعالة لتقييم الألم في القوارض.
- يمكن لهذه التقنية تعزيز فهم آليات الألم الالتهابي.
- توفر أساسًا للدراسات المستقبلية حول الألم وفعالية العلاج.
الأسئلة الشائعة
Executive Industry Relevance
Assessing tactile sensitivity changes in rodent models provides critical early-phase data for analgesic target validation and mechanistic de-risking in pain therapeutics development. The electronic von Frey method enables rapid, quantitative measurement of mechanical withdrawal thresholds, supporting reproducible preclinical evaluation of inflammatory and neuropathic pain models. This approach enhances predictive confidence in target engagement and treatment efficacy before advancing compounds into later-stage studies.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses related to nociceptive pathways and pain modulation mechanisms.
- Operational Value: Supports biological de-risking by providing quantifiable, internally controlled tactile sensitivity readouts across treatment groups.
- Predictive Value: Facilitates portfolio triage through objective comparison of baseline and post-intervention withdrawal thresholds to assess target modulation.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Prepares validated biological systems for downstream screening by establishing standardized baseline tactile sensitivity measurements.
- Reproducibility: Enables consistent, repeated measurements within short time periods, supporting assay standardization and cross-group comparability.
- Scalability: Allows multiple measurements per subject, increasing throughput and reliability for compound screening campaigns.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Models inflammation-induced mechanical allodynia, aligning with clinical pain phenotypes in inflammatory and neuropathic conditions.
- Translational Continuity: Bridges discovery and preclinical workflows by providing mechanistically relevant, quantifiable pain sensitivity outcomes.
- Risk-Adjusted Advancement: Informs go/no-go decisions based on reproducible changes in withdrawal thresholds following experimental interventions.
Pipeline & Workflow Integration
The electronic von Frey method fits within the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical efficacy testing, particularly for pain-modulating compounds.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification by measuring nociceptive responses to mechanical pressure as a functional readout of target engagement.
- Screening: Delivers assay-ready, reproducible quantitative outputs essential for reliable compound evaluation in pain models.
- Analytics: Provides precise withdrawal threshold measurements and statistical comparability across baseline and treatment conditions.
- Translational Research: Connects to preclinical validation through disease-relevant mechanical sensitivity outcomes in inflammation models.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable platform capability across multiple inflammatory and neuropathic pain models, reducing redundant assay development.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in target validation by reducing mechanistic ambiguity in pain pathway modulation.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible tactile sensitivity measurements with minimal technical variability.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision quality, enhancing capital efficiency and reducing late-stage attrition due to lack of target-mediated efficacy.
- Portfolio Impact: Enables risk-based prioritization of compounds based on quantifiable effects on mechanical withdrawal thresholds.
Implementation Considerations
- Requires training in behavioral observation and nociceptive response identification to ensure measurement consistency.
- Dependent on calibrated electronic von Frey apparatus and appropriate polypropylene tip selection for hind paw tissue.
- Necessitates blinding of operators and recorders to treatment conditions to minimize bias in threshold recording.
- Involves exclusion criteria based on baseline threshold variability to ensure group homogeneity and data integrity.
- Limited to measurable behavioral responses; requires clear nociceptive endpoints such as paw withdrawal, licking, or jumping.
