Methodenartikel

Spontan und evozierten Maßnahmen des Schmerzes in murinen Modellen der monoartikulär Knieschmerzen

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DOI:

10.3791/59024

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22. Februar 2019

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1Department of Medicine, University of Minnesota, 2Research Department, VA Health Care Center

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Wir entwickeln eine evozierte Maßnahme von Arthritis, Schmerzen und mit einer standardisierten Methode zur Messung der spontanen Schmerzen in verschiedenen murinen Modellen von chemisch induzierten Arthritis verbunden. Diese Maßnahmen sind empfindlich und für verschiedene Arten von Gelenkschmerzen reproduzierbar.

Zusammenfassung

Schmerz ist die Hauptursache für Behinderung von Arthritis. Derzeit gibt es ein ungedeckter Bedarf an adäquate Behandlungen für Arthritisschmerzen. Präklinische Modellen sind notwendig und nützlich für die Erforschung der Mechanismen von Schmerz und zur Bewertung der Wirksamkeit von Arthritis Therapien. Messung von Schmerzen in Tiermodellen der Arthritis ist eine Herausforderung. Wir haben Methoden für die Messung evozierter und spontane Schmerzen in drei Modellen der murinen Arthritis entwickelt. Wir quantitate die evozierte Schmerzen Antworten von Mäusen feste Abtasten der schmerzhaften Knie unterzogen. Darüber hinaus bewerten wir spontane Schmerzen durch den Anteil des Gewichts und die Höhe der Zeit platziert auf jedem ihrer 4 Gliedmaßen nach Induktion der Arthritisschmerzen in einem Knie. Gelenkschmerzen in diese Maus-Modellen produziert einen deutlichen Anstieg der evozierten Schmerzen Antworten und eine Änderung der Belastung. Da Mäuse Vierbeiner sind, entlasten sie das schmerzhafte Bein auf der kontralateralen Extremität, die Vorderbeine, oder als Kombination. Diese Methoden sind einfach und erfordern minimalen Ausrüstung sind reproduzierbar und sensibel für die Erkennung von Schmerzen. Sie eignen sich für das Studium Disease modifying Arthritis Behandlungen und Analgetika in den Mäusen.

Einleitung

Schmerz ist die Hauptursache für Behinderung von Arthritis1,2. Derzeit verfügbar Analgetika sind oft unwirksam, giftigen und potentiell dazu beitragen, die landesweite narkotischen Problem3. Operation ist nicht immer eine Option für Endstadium Arthritis, insbesondere ältere Menschen, die mehrere Komorbiditäten haben können. Intraartikuläre Steroide und Viskosupplementation können in frühen Krankheit wirksam sein aber in der Regel verlieren ihre Wirksamkeit im späten Stadium Krankheit4. Es ist ein großer ungedeckter Bedarf an wirksamen Analgetika für Arthritisschmerzen, die mit derzeit verfügbaren Therapien angegangen werden können.

Präklinische Modellen sind hilfreich für das Verständnis des Wirkmechanismus von Schmerztherapien und für die Vorhersage limitierende Toxizität, aber Schmerzen Messung bei Tieren ist eine Herausforderung,5. Schmerz-Maßnahmen sind direkte und spontane (statisch oder dynamisch Gewicht Lager, Fuß Ganganalyse, spontane Bewegung, Haltung und mechanische oder thermische Empfindlichkeit) oder indirekte/erwähnt (Hind Gliedmaßen Rückzug Test, Knie Druckkraft oder Bildgebung des Gehirns) 6. für leichte Formen der Monoarthritis, Ganganalyse ist unempfindlich und Konsistenz7fehlt. Statische Belastung kann eignet sich zur Messung der Schmerzen in Ratte Hintergliedmaßen jedoch schwer in den Mäusen. Mechanische Empfindlichkeit Maßnahmen wie die von Frey-Test indirekt erkennen, Sensibilisierung der die Fußauflage in der Umgebung von Knie-Arthritis, aber nicht direkt messen, Schmerzen im Knie und sind umständlich zu führen. Knie-Druckkraft gemessen mit dem Gerät P.A.M. (Anwendung Druckmessung) kann verwendet werden, bei Ratten, aber das große Gerät ist schwierig zu bedienen bei Mäusen ohne negative Verhaltensweisen, die Schmerzen8nicht notwendigerweise zu produzieren.

Wir entwickelten Methoden zur Messung spontan und evozierte Schmerzen in drei verschiedenen Modellen von murinen Arthritis, die sensible und reproduzierbare zur Messung der Schwere der Schmerzen und die schmerzstillende Wirkung von intraartikulären Therapien9, 10. können wir auch Schmerzlinderung zu korrelieren mit anderen histologischen Marker für Schmerz und Bildschirm investigational Medikamente, die beim Menschen nicht möglich wäre. Wir evaluieren Synergismus von bescheiden wirksame Analgetika, effektivere Kombinationstherapien zu identifizieren. Durch die Verwendung von bewährter Methoden für evozierte und spontane Schmerzen, vermeiden wir die Falle der Ausweisung Schmerzen, die sich in eine Art von Schmerzen Verhalten aber nicht die anderen und genauer Spiegel Schmerzen Messung in Menschen11niederschlägt. Durch die Begrenzung Schmerzen Auswertung zweier Methoden, minimieren wir Stress auf die Tiere, können Schmerzen Verhalten beeinflussen, und maximale Produktivität des Labors.

Protokoll

Alle tierischen Verfahren und Protokolle wurden durch die Minneapolis Veterans Affairs Health Care System (VAHCS) institutionelle Animal Care and Use Committee genehmigt und entsprach der "Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren" (National Academic Press, USA) 12.

1. Wahl der Tiere

Hinweis: C57Bl6 Mäuse sind für alle drei Modelle der Arthritis verwendet.

  1. Verwenden Sie entweder männlich oder weiblich Mäuse, aber beachten Sie, dass die Reaktion auf Arthritisschmerzen variieren je nach Geschlecht und die Pathogenese des getesteten Modells.
  2. Wählen Sie die Mäuse, die Geschlechtsreife erreicht haben, sind nicht mehr rapide zu und sind nicht alt genug, um spontane Arthritis entwickelt haben, die Schmerzen Messungen verwirren könnte.
    Hinweis: Zwölf Wochen ist ein ideales Alter für Schmerz-Messung in der beschriebenen Modelle, aber das Design der Studie abhängt. Alter bei Beginn der Arthritis richtet sich nach der Dauer der Zeit nimmt das Modell um zu entwickeln. Akute entzündlicher Arthritis (Carrageen Modell) erfordert 3 h zu entwickeln, also Tiere sind 12 Wochen alt zum Zeitpunkt der Induktion. Chronische entzündlicher Arthritis (CFA-Modell) erfordert 3 Wochen entwickeln, daher Tiere sind 9 Wochen alt zum Zeitpunkt der Induktion. Chronischer degenerativer Arthritis (Kollagenase-Modell) erfordert 4 Wochen entwickeln, daher sind Tiere 8 Wochen zum Zeitpunkt der Induktion. Einer chronischen Modell der Arthrose kann durch Induktion Arthritis im Alter von 6 Wochen verwendet werden. Dadurch kann 6 Wochen nach der Entwicklung von Gelenkschäden. Chronischer degenerativer Arthritis bei Mäusen erzeugt jedoch keine erheblichen evozierte Schmerzen.
  3. Erhalten Sie Tiere aus einer nationalen kommerziellen Züchter Quelle.
  4. Haustiere in Gruppen von bis zu 8 Tieren in Käfigen standard Polycarbonat mit ad libitum Nagetier Ernährung und Wasser.
  5. Umgebungsbedingungen bei 72 ° C ± 1 ° C und 33 % ± 1 % Luftfeuchtigkeit mit 12 h hell/dunkel-Zyklen zu erhalten.

(2) intraartikulären Injektionen in die Knie

  1. Erstellen eine 30 G 2,5 mm steril bedeckt die Länge einer Nadel 0,5 Zoll mit einer Hülle aus Polyethylen-Rohre mit einem Durchmesser von 0,38 mm und Außendurchmesser von 1,09 mm, verlassen nur 2,5 mm Nadel ragt. Dies verhindert, dass einsetzen der Nadel zu tief und das Gelenk nach hinten aussteigen.
  2. Wählen Sie eine einzelne Knie zu spritzen, es mit jedem handelsüblichen elektrischen Gesichtsbehaarung Trimmer zu rasieren, und Sterilisieren mit Providone-Jod-Peeling.
  3. Die Maus mit 3 % Isofluran in 100 % O2 bei 1 L/min für 3 min ± 1 min. Maintain Anästhesie mit einem Nosecone während des Verfahrens zu betäuben. Bestätigen Sie Tiefe der Narkose durch Zehe Prise. Achten Sie darauf, Atemwege Status überwachen und Anästhesie Aufrechterhaltung angemessenere Atmungen zu minimieren.
  4. Geben Sie das Gelenk an der Mittellinie durch die Patellasehne nur minderwertige bis zur Unterkante der Patella mit der sterilen ummantelten Nadel, sobald die Maus vollständig betäubt ist. Dieser Ansatz der vorderen Mittellinie maximiert die Genauigkeit für die Eingabe des Gelenks und Injektion der Substanz von Interesse.
  5. Verwenden Sie den gleichen Ansatz zum Einspritzen von Arthritis auslösende Stoffe und schmerzstillende Stoffe. Sham-Steuerelemente werden durch die Nadel wie oben jedoch ohne Injektion einer Substanz hergestellt.

3. Herstellung von arthritis

  1. Tier wie in Schritt 2.3 oben zu betäuben.
  2. Die entsprechenden Beträge (siehe unten) von Carrageen, komplette Freund Adjuvans und Typ IV Kollagenase wiegen und auf die entsprechende Konzentration mit normalen Kochsalzlösung in einer Laminar-Flow-Haube für Sicherheit und Sterilität zu verdünnen.
  3. Injizieren Sie 10 µl 2,5 % Carrageen in 0,9 % sterile Kochsalzlösung verdünnt in die Knie als oben mit einer Hamilton-Spritze, um akute entzündlichen Arthritis zu produzieren. Arthritis der Gipfel 3 h nach der Injektion.
  4. Injizieren Sie, 30 µL (30 µg) des kompletten Freund Adjuvans (CFA) in die Knie, chronische entzündlichen Arthritis zu produzieren. Es gibt eine akute entzündliche Anfangsphase, die 1 Woche dann eine chronische Phase, die nach 3 Wochen nach der Injektion Spitzen Gipfeln.
  5. Injizieren Sie 10 µL mit 10 IU Typ IV Kollagenase um chronische degenerative Arthritis zu produzieren. Arthritis-Schmerz-Gipfel 4 Wochen nach der Injektion.

4. Messung der evozierten Gelenkschmerzen

  1. Immer prüfen Sie, normaler Komparator Knies zuerst um die Cross-over-Schmerz Antwort (Windup) von der schmerzhaften Knie13zu minimieren.
  2. Trainieren den Prüfer, konsistente und festen Druck von 700 Gf/cm2 = 10 Psi mit einer Palpometer Ebene 4; das Gerät wird 4 Pieptöne aussenden, wenn dieses Maß an Druck angewendet wird. Diese Menge an Druck wird konsequent eine größere Schmerzen Antwort aus einer aus einem normalen Gelenk als gemeinsame Arthritis hervorrufen.
    Hinweis: Das Gerät ist werksseitig auf 4 Töne zu entlocken, wenn die angemessene Höhe der Druck angewendet wird kalibriert. Verwenden Sie das Gerät für das training nur; Verwenden Sie nicht auf die Tiere, aber bei der Untersuchung der Tiere gelten Sie die Menge des Drucks durch die Ausbildung gelernt.
  3. Beschränken der Maus fest genug auf lässigen Bewegung verhindern, indem Sie das Genick mit Zeigefinger und Daumen halten und mit Hilfe der 4th und 5th Finger um die Rute zurückzuhalten. Die Maus sollte in der Lage, diskrete, kurze Bewegungen mit Aufwand und wenn Sie angeregt werden, aber sollte nicht in der Lage, frei oder kontinuierlich zu bewegen.
  4. Verabreichen Sie wiederholte festere (Palpometer Stufe 4) Durchtasten an der lateralen und medialen Seiten jedes Knie bei etwa die gemeinsame Linie mit Daumen und Zeigefinger der freien Hand einmal pro Sekunde für eine Minute bei der Eindämmung der Maus gleichzeitig. Verwenden Sie die Palpometer nicht für die Maus-Prüfung; Es wird nur für das Training verwendet.
  5. Haben Sie einen zweiten Beobachter, die die Anzahl der Zeiten, die das Tier brüllt und kämpft um die Rückhalteeinrichtung in diesem Zeitraum von einer Minute zu entkommen. Die Summe der Kämpfe und Lautäußerungen ist die erwähnte Schmerz-Score.
  6. Immer der gleiche Prüfer während der gesamten Studie und bestätigen Sie den Prüfer und Beobachter sind geblendet, Versuchsbedingung.

5. Messung der spontanen Gelenkschmerzen.

Hinweis: Die erweiterte dynamische Gewicht tragen (ADWB) Gerät berechnet die Prozent der Gesamtzeit, die das Tier für jede Extremität ausgibt und das Prozent des Gesamtgewichts auf jede Extremität getragen.

  1. Füllen Sie einen Kunststoffbecher mit 2 L Wasser. Legen Sie die Schaumstoffmatte und mitteldichte Faserplatten, die sind im Lieferumfang der Geräte zusammen mit den gefüllten Becher im Labormaßstab und erfassen das Gesamtgewicht.
  2. Öffnen Sie das ADWB-Programm und wählen Sie Mäuse Sensortyp.
  3. Kalibrieren Sie das System vor jedem Experiment:
    1. Wählen Sie vollständige Kalibrierung unter den Menüs Kalibrierung . 0.00 als Tara-Wert und das Gewicht der Schaumstoff-Pad, mitteldichte Holzfaserplatte, Kunststoffbecher und Wasser als das Justiergewichteingeben, dann nächsteauswählen.
    2. Wählen Sie Tara bevor man etwas auf dem Sensor. Decken Sie vor der Auswahl gewinnen Vorschaudie Sensormatte mit dem mitgelieferten Schaumstoff-Pad, mitteldichte Faserplatten und Kunststoffbecher mit 2 Liter Wasser, in dieser Reihenfolge gefüllt. Wählen Sie Vorschau gewinnen , sobald das Justiergewicht auf dem Sensor ist.
    3. Passen Sie das Justiergewicht, damit es gleichmäßig verteilt wird, über die einzelnen Sensoren und wenn der Wert der Kalibrierung Indikator über 95 ist, wählen Sie gewinnen Definition. Dieser Vorgang erzeugt einen normalisierten Mittelwert für die einzelnen Sensoren und bestätigt die Integrität der einzelnen Sensoren. Schließlich wählen Sie nächste.
    4. Speichern Sie die Kalibrierung Datei in den Ordner der Kalibrierung.
  4. Wählen Sie neu und wo zur Verfügung gestellt, geben Sie den Namen des Projekts und der Tier -Name für die erste Maus getestet werden.
  5. Wählen Sie Durchsuchen , und öffnen Sie die Kalibrierung Datei, die erstellt wurde für das Projekt. Wählen Sie nächste, gewährleisten Sie Videoaufzeichnung aktivieren ausgewählt ist, und wählen Sie "OK"zu.
  6. Wiegen Sie das Tier, wählen Sie erfassenund nehmen Sie das Gewicht in der Software. Wählen Sie "OK".
  7. Gewöhnen Sie Mäuse, um die Kammer vor der Sammlung von Daten nicht, denn dieses Gerät spontanes Verhalten misst.
  8. Platzieren Sie die Maus in der Kammer für einen Zeitraum von 5 Minuten testen. Wenn das Tier in der Kammer ist wählen Sie starten. Die Software wird zeichnen das Tier Aktivitäten während dieser Zeit, ein Video mit den Sensordaten synchronisieren und partition automatisch dieses Video in Segmente analysierbar und nicht analysierbar.
    Hinweis: Die Software hält Segmente analysierbar wenn mindestens eine stabile Zone erkannt wird. Eine stabile Zone wird erstellt, wenn Sensoren erkennen ≥2 g auf einem Sensor mit einem Minimum an einem benachbarten Sensor Erkennung von ≥1 g und wenn die Gewichtsverteilung einer Zone stabil für mehr als nur 0,38 ist s.
  9. Wählen Sie vor der ersten Analyse in einer Reihe einfach scoring und unabhängige Einstellung Pfoten.
    Hinweis: Einfache scoring erlaubt Iteration Validierung der Segmente, wo die stabile Zone nicht ändert, auf die Validierung der erste stabile Zone dieses Segments. Unabhängige Pfoten Einstellung bietet den Betrachter mit Zugriff auf die Tastatur-Shortcuts, die individuelle Kennzeichnung von jeder Pfote zu ermöglichen. Die Beobachter weist Zonen, die minimale Kriterien als richtige Hind, links der hinteren, rechten Vordergrund, links vorn, Vorderpfoten, andere Körperteile oder ignorieren Zone mithilfe der Tastenkombinationen halten Sie den Cursor über das Segment pro video und skalierte Karte von aktiviert Sensoren.
  10. Wählen Sie >> , dem ersten analysierbar Segment bewegen. Wenn eine stabile Zone nicht die richtige Pfote identifiziert haben dann halten Sie den Mauszeiger über diese Zone und drücken Sie die Tastenkombination (rechts, Hind, slinken Hind, a; rechts Vordergrund, w; links vorn, Q; beide Vorderpfoten e; andere Abschnitt ignorieren Sie des Körpers, Z, X-Zone), die mit dem richtigen Körperteil entspricht.
    Hinweis: Ein Minimum von 1,5 min analysierbar Zeit ist verpflichtet Analyse Schwellenwerte erfüllen. Analysierten Segmente hinzugefügt und automatisch für die Ausgabe pro Paw(s) von der Software gemittelt.
  11. Die ADWB-Software berechnet dann automatisch den Prozentsatz der analysierten Zeitaufwand und Prozentsatz des Körpergewichts (g) auf jede der vier Gliedmaßen Optionen gesetzt. Exportieren Sie diese Werte in ein neues Arbeitsblatt durch Auswahl Ergebnisse exportieren, Auswahl der schnelle Frage Ja wenn nur die ersten fünf zusammenfassenden Zeilen exportiert werden sollen, und wählen Sie den Speicherort der Ausgabe.
  12. Einschläfern von Tieren durch CO2-Inhalation gefolgt von Thorakotomie am Ende des Untersuchungszeitraumes.
  13. Wählen Sie für jedes weitere Tier in der gleichen Gruppe neu und geben Sie einen eindeutigen Tieren Namen aber ändern Sie nicht den Namen des Projekts. Wählen Sie nächste, gewährleisten Sie Videoaufzeichnung aktivieren ausgewählt ist, und wählen Sie "OK"zu. Führen Sie die Schritte 5.5 um 5.12 für das erste Tier.

Ergebnisse

Akuten und chronischen entzündlichen und chronisch degenerativen Gelenkschmerzen produzierte IA Injektion in das linke Knie des männlichen und weiblichen Mäusen C57BL/6J vor Schmerz Bewertung mithilfe der oben beschriebenen Protokolls. Gelenkschmerzen wurde gemessen, wie evozierte Schmerzen Partituren (EPS) und spontane Schmerzen Verhaltensweisen gemessen mit einem erweiterten dynamischen Gewicht tragen (ADWB) Gerät. Für die Zwecke dieses Berichts wurden einzelne Vergleiche mit der Student-t-Tests. Für Experimente, wo analgetische Dosen verglichen werden, möglicherweise ANOVA ein geeigneter statistischer Vergleich.

EPS (die Summe der abgegebenen Kämpfe plus Lautäußerungen) erhöht mit allen drei Arten von Gelenkschmerzen (Abbildung 1). ADWB Maßnahmen der prozentuale Belastung auf der linken Hind Extremität im Vergleich zu naive Mäuse wurden in akuten und chronischen entzündlichen Gelenkschmerzen reduziert. Weibchen, aber nicht Männer mit chronischen degenerativen gemeinsame Schmerz (COL) zeigte ähnliche Reduktionen in ADWB Maßnahmen (Abb. 2A). Männchen mit akuten entzündlichen Gelenkschmerzen übertragen mehr Gewicht auf die Vorderbeine als naiv Tiere. Belastung auf die Vorderbeine erhöht bei weiblichen Mäusen im Vergleich zu naiv, aber nicht bei Männern mit chronischen degenerativen Gelenkschmerzen (COL) (Abbildung 2B). ADWB Maßnahmen der Prozentsatz-Zeit auf der betroffenen linken hinteren Extremität verringert im Vergleich zu naiv bei Mäusen mit akuten und chronischen entzündlichen Gelenkschmerzen, aber dies war nicht statistisch signifikant. Diese Tiere haben deutlich weniger Zeit auf der linken Hind Extremität als auf der rechten Hind Extremität verbracht. Bei Männern und Frauen mit chronischen degenerativen Gelenkschmerzen gab es keinen Unterschied in der Zeitaufwand für den linken hinteren Gliedmaßen im Vergleich zu naiv. Frauen mit chronischen degenerativen Gelenkschmerzen verbrachte mehr Zeit auf das nonarthritic rechts Hind Glied im Vergleich zu naiv(Abbildung 3). Mäuse mit akuten entzündlichen gemeinsame Schmerz und Frauen mit chronischen degenerativen Gelenkschmerzen deutlich mehr Zeit auf die Vorderbeine als naiv Tiere (Abbildung 3B).

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Abbildung 1 . Schmerzwerte für Links (blaue Spalte) und rechts (rote Säule) Hintergliedmaßen hervorgerufen. Rechten hinteren Gliedmaßen diente als interne Kontrollen und keine IA Injektionen unterziehen. Messungen wurden unter folgenden Bedingungen durchgeführt: uninjected naiv (männlich und weiblich), akute entzündliche Carrageen-induzierte Arthritis (Auto), chronische entzündliche Complete Freund des Adjuvans-induzierte Arthritis (CFA) und chronische Begleitsymptomatik Kollagenase-induzierte Arthritis (COL - männlich und weiblich). Bei naiven Tieren die EPS im linken hinteren Knie war nicht statistisch anders als das Recht in den Männern und nur minimal bei Frauen (**P = 0,038) wahrscheinlich aufgrund einiger erhöht Antwort Schmerzen im Knie untersucht zweiter (links) aufgrund von Crossover-Schmerzen Antwort. In allen arthritischen Gruppen war die arthritische Knie EPS wesentlich größer als die nonarthritic kontralateralen rechtes Knie. Beim Vergleich der EPS das linke Knie Arthritis Gruppen naiv Tiere hatten alle Arthritis Gruppen deutlich mehr EPS Partituren in die arthritischen Knie im Vergleich zu naiven linken Knie. Dies galt für Männer und Frauen. P < 0,05 im Vergleich zu männlichen naiv, #P < 0,05 im Vergleich zu weiblichen naiv. Alle Fehlerbalken sind SEM in allen Figuren. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

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Abbildung 2 : Spontane Schmerzen Verhalten gemessen Prozent des Körpergewichts auf Gliedmaßen getragen. (A) spontane Schmerzen Verhalten gemessen Prozent Gesamtkörpergewicht links (blaue Spalte) und rechts (rote Säule) Hintergliedmaßen. In sowohl männliche als auch weibliche naiv Tiere gab es keinen signifikanten Unterschied zwischen Prozent Gewicht auf den linken und rechten hinteren Gliedmaßen getragen. Männliche Mäuse mit Auto und CFA induzierte Gelenkschmerzen und Weibchen mit COL induzierte Gelenkschmerzen trug deutlich weniger Gewicht auf der linken hinteren Extremität im Vergleich zu den naiven. P < 0,05 im Vergleich zu männlichen naiv, #P < 0,05 im Vergleich zu weiblichen naiv. (B) spontane Schmerzen Verhalten gemessen am gesamten Prozent des Körpergewichts auf die Vorderbeine gelegt. Bei Männern mit Auto induziert akute Gelenkschmerzen und Frauen mit COL induzierten chronischen Gelenkschmerzen gab es eine deutliche Steigerung in Höhe von Gewicht auf die Vorderbeine getragen. Dies galt nicht bei Männern mit CFA oder COL induzierte Gelenkschmerzen. Naive Frauen tendenziell mehr Gewicht auf die Vorderbeine als naïve Männchen tragen (P = 0,02). Zusatzgewicht kann zu Lasten anderer Körperteile wie die Rute oder Rump. Diese waren in der Regel minimal und nicht tragen wesentlich zum Verständnis der Antwort Schmerzen und werden daher nicht angezeigt. P < 0,05 im Vergleich zu männlichen naiv, im Vergleich zu weiblichen naiv und männliche 4-wöchigen COL in Vordergliedmaße Weightbearing #P < 0,05. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

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Abbildung 3: spontane Schmerzen Verhalten gemessen Prozent Zeit aufgewendet Gliedmaßen. (A) spontane Schmerzen Verhalten von links (blaue Spalte) und rechts (rote Säule) Hintergliedmaßen Gesamtzeit Prozent gemessen. Es gab keinen signifikanten Unterschied zwischen rechten und linken hinteren Gliedmaßen in männliche und weibliche naive Mäuse in Bezug auf die Verweildauer auf den Leib. Männliche Mäuse mit Auto und CFA induzierte Arthritis erschien, verbringen Sie weniger Zeit Weightbearing mit der arthritischen linken hinteren Gliedmaßen im Vergleich zu naiv, aber das war statistisch nicht signifikant und wahrscheinlich durch erhöhte Variabilität im Rahmen dieser Maßnahme in diesen Mäusen. Es gab ein signifikanten Unterschied bei diesen Tieren, rechts nach links zu vergleichen, da die richtige Hind Gliedmaßen mehr Gesamtzeit Weightbearing als die linke verbracht. Bei Frauen mit COL-induzierte Arthritis war das richtige Hind Glied Weightbearing ein größerer Anteil der Zeit als naive Frauen. P < 0,05 Vergleich von rechts auf Links, #P < 0,05 im Vergleich zu weiblichen naiv und männliche 4 Woche COL in der Zeit aufgewendet Vorderbeine. (B) spontane Schmerzen Verhalten gemessen an der Gesamtzeit für die Vorderbeine ausgegeben. Bei Männern mit Auto-induzierte Arthritis und Frauen mit COL-induzierte Arthritis verbrachte die Mäuse deutlich mehr Zeit Weightbearing an den vorderen Gliedmaßen als naiv Tiere haben. Weibliche naive Mäuse verbrachte mehr Zeit auf die Vorderbeine als männliche naiv Tiere. P < 0,05 im Vergleich zu männlichen naiv, #P < 0,05 im Vergleich zu weiblichen naiv. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Diskussion

Messung von Gelenkschmerzen in präklinischen Modellen von entzündlichen Arthritis und degenerativen Gelenkerkrankungen ist ein zunehmend wertvolles Werkzeug um neue Behandlungsmethoden für Arthritisschmerzen und für die Wiederherstellung der Gelenkfunktion9,10zu bewerten. Messung der Schmerzen Verhaltensweisen bei Mäusen mit chronischen degenerativen Gelenkerkrankungen ist anspruchsvoll. Als Vierbeiner können sie eine schmerzhafte Gliedmaße auf eine beliebige Kombination der drei Gliedmaßen oder der Schwanz auslagern. Verminderte Funktion in einem Glied kann nicht angezeigt werden, als da es beim zweibeinigen Menschen ist offensichtlich. Wie Tiere zum Opfer, haben Mäuse einen Überlebensvorteil Schmerzen Verhalten zu minimieren.

Dieser Bericht zeigt, dass Gelenkschmerzen aus verschiedenen pathologischen Mechanismen bei Mäusen mit einfache und relativ kostengünstige Methoden gemessen werden kann. Entzündliche Gelenkschmerzen verursacht größere Veränderungen in tragende Zeit und Verteilung und daher möglicherweise ein empfindlicher Modell für den Nachweis der Analgesie. Jedoch andere Modelle von Gelenkschmerzen, wichtig, wenn neue potenzielle Analgetika zu bewerten, da Mechanismen von Schmerz Initiierung und Aufrechterhaltung wahrscheinlich anders mit verschiedenen Pathologie. Wir fanden Unterschiede in offloading Muster zwischen Männern und Frauen und zwischen verschiedenen Modellen von Arthritisschmerzen.

Es ist wichtig zu erkennen, dass es können Belastung sowie geschlechtsspezifische Unterschiede im Verhalten der Schmerz in Mäusen14,15,16. Es ist auch bekannt, dass es unterschiedliche Belastung Unterschiede in Schmerzschwellen. Wir festgestellt, dass bei Mäusen C57/Bl6, Weibchen deutlich spontanere Schmerz Verhaltensweisen (erhöhte Gewicht und Zeit auf Vorderbeine) als männliche Mäuse mit chronischen degenerativen Gelenkschmerzen (Abbildung 2 und Abbildung 3) nachgewiesen. Wir die Brunst Phase für diese weibliche Mäuse nicht ermitteln, so wir nicht sagen können, ob dies keine Auswirkungen auf unsere Ergebnisse hatte, aber andere festgestellt haben, dass Brunst Phase beobachteten Geschlechtsunterschiede in C57/Bl6 Mäuse17nicht erklären.

Evozierte Schmerzen Verhalten reagiert empfindlich auf alle Arten von Gelenkschmerzen getestet und hat gute Reproduzierbarkeit. Es ist wichtig, dass der Prüfer geschult ist, einheitliche, standardisierte Palpation Druck liefern und verwenden Sie konsequente Zurückhaltung Methoden, mit denen das Verhalten von Schmerzen, Schmerz und Analgesie erkennen ermöglicht. Es ist wichtig, immer die normalen Knie zuerst, um die Schmerzen Antwort im normalen Knie durch einen Crossover-Effekt minimieren und maximieren den Unterschied in Schmerz Reaktion zwischen dem normalen und schmerzhafte Knie zu untersuchen. Mit einem zweiten Beobachter die Schmerz Antworten übereinstimmen, aus denen sich die EPS ist notwendig, damit konzentriert sich der Prüfer auf konsequente Abtasten und Lautäußerungen und Kämpfe immer wieder ausgezählt werden. Es möglicherweise erforderlich, die Zurückhaltung-Methode vor allem zu üben, um sicherzustellen, dass das Tier Schmerzen adäquat reagieren kann aber reagiert nicht zu leicht, um die Schmerzen Antwort zu verdünnen. Ein Vorteil der EPS-Messung ist, dass es analog zu gemeinsamen Zärtlichkeit bei menschlichen Patienten zu messen.

Wir fühlen diese Methoden sind bestehende Methoden überlegen, dass sie Schmerzen aus den Kniegelenken von Mäusen direkt messen, können sie in verschiedenen Modellen von Monoarthritis Schmerzen verwendet werden, sie sind beide Antworten spontan und evozierte Schmerzen und sind relativ preiswert aber zuverlässig und reproduzierbar. Als Therapien entwickelt werden, um effektiver Behandlung von Arthritis, werden diese Methoden nützlich für die Bestätigung, ob Behandlungen für die meisten behindernden Ergebnis von Arthritis, Schmerzen tatsächlich wirksam sind.

Unsere Methoden haben einige Einschränkungen. In erster Linie ist die EPS-Maßnahme durch die Forderung nach einem einzigen Prüfer und Beobachter und die Notwendigkeit einer sehr konsequent Technik begrenzt. Die evozierte Schmerzen Maßnahmen stärker automatisiert und unterliegen nicht wie Inter Beobachter Unterschiede. Weitere Verfeinerung der EPS-Maßnahme kann automatisierte Methoden zum zählen der Lautäußerungen als Reaktion auf Palpation, z. B. die Verwendung eines Ultraschall Fledermausdetektor Lautäußerungen zählen enthalten. Diese Methode müsste verglichen werden, um unsere aktuellen Methode, um die Sensitivität und Spezifität zu bestätigen, bevor es weitgehend umgesetzt werden könnte.

Zusammenfassend lässt sich sagen beschreiben wir zwei verschiedene Schmerzen Verhalten Maßnahmen zur Quantifizierung der Gelenkschmerzen bei Mäusen. Geschlecht und Stamm Unterschiede müssen berücksichtigt werden, bevor die Entscheidung für eines experimentellen Modells. Maßnahmen der evozierten Schmerzen erfordern sorgfältige Ausbildung und konsequente Umsetzung des Prüfers. Beide Verhaltensweisen spontan und evozierte Schmerzen werden empfohlen, um schwere Schmerzen und funktionelle Einschränkung zu bewerten und sollte genutzt werden, um die Auswirkungen der neuen potenziellen Analgetika vollständig zu bewerten.

Offenlegungen

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Danksagungen

Gefördert durch das Department of Veterans Angelegenheiten MERIT Award 2 I01 RX000379-05.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Fortschrittliches dynamisches KraftgerätBioseb In Vivo Research Instruments, Vitrolles, FrankreichModell: BIO-DWB-M - Für Mäuse
C57/Bl6 Mäuse (männlich und weiblich)Jackson Labs, Bar Harbor MELager-Nr.:   000664 |  Black 6
CarrageenSigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA22049-5G-F
Complete Freund's AdjuvansSigma-Aldrich, St. Louis, MO, USAF5881
PalpometerPalpometer Systems, Inc. Victoria, B.CNicht verfügbar - nicht mehr im Geschäft
Typ IV KollagenaseWorthington Biomedical Corp, Lakeville, NJLS004210

Referenzen

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