In dieser Arbeit stellen wir ein modifiziertes entzündliches Schmerzmodell mit der beidseitigen Hinterpfoten-Carrageen-Injektion vor, um die analgetische Wirkung zu bewerten.
Ein Abonnement von JoVE ist erforderlich, um diesen Inhalt anzuzeigen. Melden Sie sich an oder beginnen Sie noch heute mit einer kostenlosen Testphase.
Methodenartikel
Ein modifiziertes Modell für entzündliche Schmerzen zur Untersuchung der analgetischen Wirkung bei Mäusen
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Der Heizplattentest wird häufig verwendet, um die analgetische Wirkung auf entzündliche Schmerzen bei Mäusen zu bewerten. Ein häufig verwendetes Modell für entzündliche Schmerzen wurde mit einer intraplantaren Injektion von Carrageen in eine Hinterpfote induziert. Die Ergebnisse aus unserem Labor zeigten jedoch, dass Mäuse mit einer Ein-Hinterpfoten-Injektion von Carrageen ihre Pfoten hoben, um eine thermische Nozizeption während des Heizplattentests zu vermeiden. Aufgrund dieser Reaktion kann die bisherige Injektionsmethode die thermische Schmerzschwelle nicht genau widerspiegeln. Daher haben wir eine neue Methode untersucht, um dieses Problem zu vermeiden. In der vorliegenden Studie haben wir die vorherige Methode modifiziert, indem wir Carrageen in beide Hinterpfoten injiziert haben, um das Modell des entzündlichen Schmerzes zu etablieren. Die Ergebnisse zeigten, dass die Injektion von Carrageen in beide Hinterpfoten empfindlich und eine bessere Methode zur Induktion von entzündlichen Schmerzen war, wenn der Heizplattentest verwendet wurde, als eine Injektion mit einer Hinterpfote. Basierend auf diesen Erkenntnissen konzipierten wir weitere Experimente, in denen Mäuse mit Carrageen-Injektion von Carrageen sowohl in der Hinterpfote als auch in der Hinterpfote intragastrisch mit Celecoxib (30 mg/kg) behandelt wurden. Die Ergebnisse des Heizplattentests zeigten, dass Celecoxib die thermische Schmerzschwelle bei Mäusen mit beider Hinterpfoten-Injektion von Carrageen erhöhte, nicht jedoch bei Mäusen mit einer Hinterpfoten-Injektion von Carrageen. Zusammenfassend haben wir eine überlegene Methode entwickelt, um ein Modell für entzündliche Schmerzen zu induzieren, um die analgetische Wirkung zu bewerten.
Einleitung
Schmerzen sind weltweit ein Problem der öffentlichen Gesundheit. Sie wird durch schädliche thermische, mechanische oder chemische Stimulation ausgelöst. Es ist schwierig, Schmerzstudien am Menschen durchzuführen, da ethische Bedenken bestehen. Daher ist die Verwendung von Tierschmerzmodellen ein wichtiger Ansatz zum Verständnis von Schmerzmechanismen und zur Erforschung von Behandlungen1. Der Heizplattentest wird häufig zur Beurteilung der thermischen Nozizeption und Hyperalgesieverwendet 2. Derzeit wird das für den Heizplattentest verwendete Modell des entzündlichen Schmerzes mit einer intraplantaren Injektion von Carrageen in eine Hinterpfote induziert. Um beispielsweise die antinozizeptive Wirkung von rotigotinbeladenen Mikrosphären zu untersuchen, wurde ein Tiermodell für entzündliche Schmerzen durch eine Injektion mit einer Hinterpfotehergestellt 3. Um die Auswirkungen von Catechol-o-Methyltransferase-Hemmern auf die thermische Nozizeption bei Mäusen zu bewerten, wurde Carrageen in die Plantarregion der rechten Hinterpfoteverabreicht 4. Um die analgetische Rolle des Extrakts aus Posidonia oceanica (L.) Delile zu untersuchen, wurde ein entzündliches Schmerzmodell bei Mäusen durch intraplantare Injektion von Carrageen in die rechte Hinterpfotehergestellt 5. Die Ergebnisse aus unserem Labor zeigten jedoch, dass eine Maus mit der Ein-Hinterpfoten-Injektion von Carrageen ihre Pfote hob, um eine thermische Nozizeption zu vermeiden, die die Reaktion des Tieres auf einen thermischen Reiz im Heizplattentest ungenau verlängerte. Daher stellten wir die Hypothese auf, dass das entzündliche Schmerzmodell mit der Ein-Hinterpfoten-Injektion von Carrageen die thermische Schmerzschwelle nicht genau widerspiegeln konnte. Daher optimierten wir die Methode, indem wir Carrageen in beide Hinterpfoten injizierten, um ein modifiziertes entzündliches Schmerzmodell zu etablieren.
Die Mäuse, denen Carrageen in beide Hinterpfoten injiziert wurde, hatten keine Möglichkeit, den thermischen Reiz für beide Hinterpfoten gleichzeitig zu vermeiden. Die Schmerzschwelle wurde definiert als die Zeit, von der Maus auf die Herdplatte gelegt wird, bis die Maus eine der beiden Hinterpfoten leckt. Die Ergebnisse bestätigten, dass das modifizierte Modell des entzündlichen Schmerzes besser geeignet ist, die nozizeptive Temperaturschwelle zu bewerten. Dies kann die Wirksamkeit des Heizplattentests für die Forschung und Entwicklung von Analgetika verbessern.
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Protokoll
Das Versuchsprotokoll wurde vom Institutional Animal Care and Use Committee der Yantai University (Nr. YTDX20220425). Die Verfahren folgten den Richtlinien der National Institutes of Health für die Verwendung von Labortieren.
1. Tiere
- Verwenden Sie für die Versuche weibliche ICR-Mäuse mit einem Gewicht von 20-25 g.
- Lassen Sie die Tiere 3 Tage lang an die Umgebung des Versuchsraums gewöhnen, bevor Sie mit den Versuchen beginnen.
- Halten Sie den Versuchsraum mit einem 12-stündigen Hell-Dunkel-Zyklus aufrecht und geben Sie den Mäusen freien Zugang zu Wasser und Futter.
2. Zubereitung der Carrageen-Lösung
- Wiegen Sie 0,1 g Carrageen. Geben Sie 10 ml sterilisierte normale Kochsalzlösung in ein Röhrchen.
- 0,1 g Carrageen in das Röhrchen geben und das Röhrchen 30 s lang wirbeln.
- Sammeln Sie die 1% sterilisierte Carrageen-Lösung.
- Bereiten Sie die Carrageen-Lösung vor den Experimenten vor.
3. Intraplantare Injektion von Carrageen
- Verwenden Sie eine Spritze (0,05 ml, 29 G x 1/2 Zoll, 0,33 mm × 12,7 mm), um die 1%ige Carrageen-Lösung zu injizieren.
- Schütteln Sie die Carrageen-Lösung, bevor Sie sie in die Spritze ziehen. Stellen Sie sicher, dass sich keine Blase in der Spritze befindet.
- Desinfizieren Sie die Injektionsstelle (Hinterpfote) mit 75%igem Alkohol.
- Injizieren Sie 30 μl 6,7 % ige Carrageenlösung subkutan in die Plantaroberfläche der Hinterpfote. Für die Mäuse der Kontrollgruppe injizieren Sie 30 μl normale Kochsalzlösung.
- Führen Sie die Nadel diagonal nach oben in den Hinterpfoten-Fußballen ein. Halten Sie die Stabilität der Spritze aufrecht.
- Ziehen Sie die Spritze nach der Injektion langsam zurück und drücken Sie 2 s lang auf die Injektionsstelle, um ein Auslaufen zu verhindern.
4. Prüfung der Heizplatte
- Führen Sie den Heizplattentest 3 Stunden nach der intraplantaren Injektion durch.
- Reinigen und desinfizieren Sie die Oberfläche der Heizplatte.
- Starten Sie die Heizplatte. Klicken Sie auf die Schaltfläche Temperaturmodus . Klicken Sie auf KONSTANT , um die Temperatur auf 55 ± 0,2 °C einzustellen.
- Klicken Sie auf die Schaltfläche Experiment starten und dann auf REACH. Nehmen Sie eine Maus aus dem Unterkunftscontainer. Fassen Sie vorsichtig seinen Stamm. Platzieren Sie die Maus in der Mitte der Kochplatte. Klicken Sie auf START.
- Beobachten und notieren Sie die Zeit, in der die linke Hinterpfote (bei Mäusen mit einer Hinterpfoteninjektion) oder die Hinterpfote (bei Mäusen mit beider Hinterpfoteninjektion) als Reaktion auf die Wärmestimulation geleckt wird. Drücken Sie das Pedal der Heizplatte, um die Uhrzeit auf dem Bildschirm der Heizplatte anzuzeigen. Definieren Sie die Schmerzschwelle als die Zeit vom Platzieren der Maus auf der Herdplatte bis zum Lecken der Hinterpfote.
- Stellen Sie einen Grenzwert von 60 s für den Heizplattentest 4,8,9 ein. Notieren Sie eine Schmerzschwelle von 60 s, wenn der Grenzwert erreicht ist.
HINWEIS: Reinigen Sie die Heizplatte mit 75 % Alkohol, bevor Sie die nächste Maus einsetzen, um eine mögliche Verzerrung aufgrund von Restgerüchen der vorherigen Maus zu vermeiden.
5. Herstellung von 1,5 mg/ml Celecoxib-Suspension
- Nehmen Sie 1 Kapsel mit 200 mg Celecoxib ein. Holen Sie sich den Inhalt der Kapsel und mahlen Sie sie zu einem Pulver.
- Fügen Sie 0,5 % Natriumcarboxymethylcellulose hinzu. Das endgültige Volumen beträgt 13,3 ml. Dies ist die Suspendierung von Celecoxib.
- Nehmen Sie 1 ml der Suspension Celecoxib ein. Fügen Sie 9,0 ml 0,5 % Natriumcarboxymethylcellulose hinzu, um 1,5 mg/ml Celecoxib-Suspension zu erhalten.
- Verabreichen Sie den Mäusen intragastrisch 0,2 ml/10 g der Celecoxib-Suspension.
HINWEIS: Wählen Sie eine Sondennadel mit einer Länge von 4,0-4,5 cm für Mäuse mit einem Gewicht von 20-25 g.
6. Evaluierung des modifizierten Modells für entzündliche Schmerzen
- Teilen Sie weibliche ICR-Mäuse nach dem Zufallsprinzip in drei Gruppen ein: Kontroll-, Modell- und Celecoxib-Gruppen.
- Injizieren Sie 30 μl 1%ige Carrageenlösung subkutan in die Plantaroberfläche der Hinterpfote (einzelne Hinterpfote oder beide Hinterpfote). Für die Mäuse der Kontrollgruppe injizieren Sie 30 μl normale Kochsalzlösung.
- Nach der Injektion von Carrageen oder normaler Kochsalzlösung führen Sie die Behandlung sofort durch. Celecoxib wird den Mäusen in der Celecoxib-Gruppe intragastrisch in einer Dosis von 30 mg/kg verabreicht. Bei den Mäusen in der Kontroll- und Modellgruppe wird intragastrisch 0,5 % Natriumcarboxymethylcellulose verabreicht.
- Der Heizplattentest (Abschnitt 2) ist 3 Stunden nach der Injektion von Carrageen durchzuführen.
7. Statistische Methoden
- Präsentieren Sie die Versuchsergebnisse als Mittelwert ± Standardabweichung. Führen Sie einen Normalverteilungstest mit dem Kolmogorov-Smirnov-Test auf statistische Güte der Anpassung durch.
- Analysieren Sie den Vergleich zwischen den beiden Gruppen mit einem ungepaarten t-Test. Führen Sie mehrere Gruppenvergleiche mit einer unidirektionalen Varianzanalyse durch, gefolgt vom Dunnett-Test. Betrachten Sie den Wert von p < 0,05 als statistisch signifikant.
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Ergebnisse
Die Schmerzschwelle in entzündlichen Schmerzmodellen
Die Schmerzschwelle des entzündlichen Schmerzmodells mit Ein-Hinterpfoten-Injektion von Carrageen lag bei 32,23 ± 11,11 s, während die Schmerzschwelle der Kontrollgruppe bei 27,73 ± 7,08 s lag. Im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigte die Schmerzschwelle des Ein-Hinterpfoten-Injektionsmodells keine signifikante Reduktion (p > 0,05, Abbildung 1A). Die Schmerzschwelle des entzündlichen Schmerzmodells mit beider Hinterpfo...
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Diskussion
Schmerz ist eine Schutzreaktion, die durch Gewebeschäden oder Verletzungen ausgelöst wird. Sie wirkt sich aber auch negativ auf die Lebensqualitätaus 10. Daher bleiben die Entwicklung wirksamer Analgetika und die Erforschung von Schmerzmechanismen aktive Forschungsbereiche. Die Methoden zur Beurteilung von Schmerzen spielen eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Schmerzmitteln. Die Ein-Hinterpfoten-Injektion von Carrageen ist eine klassische Methode für den H...
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Offenlegungen
Die Autoren haben keine potenziellen Interessenkonflikte offenzulegen.
Danksagungen
Wir danken Lesley McCollum, PhD, von Liwen Bianji (Edanz) (www.liwenbianji.cn), für die Bearbeitung des englischen Textes eines Entwurfs dieses Manuskripts.
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| AL204 elektronische Waage | Yuheng Battery Co., Ltd | YH-400A | |
| Carboxymethylcellulose | Tianjin Chemical Co., Ltd | ||
| Carrageen | Sigma, MO, USA | 29H0715 | |
| Celecoxib | Pfizer Inc. | ||
| Kochplatte | UGO Ltd. Co., Italien | PB-200 | |
| ICR weibliche Mäuse | Jinan Pengyue Co., Ltd. | ||
| Kelun | Pharmaceutical Co., Ltd |
Referenzen
- Deuis, J. R., Dvorakova, L. S., Vetter, I. Methods used to evaluate pain behaviors in rodents. Front Mol Neurosci. 10, 284(2017).
- Menéndez, L., Lastra, A., Hidalgo, A., Baamonde, A. Unilateral hot plate test: a simple and sensitive method for detecting central and peripheral hyperalgesia in mice. J Neurosci Methods. 113 (1), 91-97 (2002).
- Li, T., et al. Rotigotine-loaded microspheres exerts the antinociceptive effect via central dopaminergic system. Eur J Pharmacol. 910, 174443(2021).
- Kambur, O., et al. Inhibitors of catechol- O -methyltransferase sensitize mice to pain. Br J Pharmacol. 161 (7), 1553-1565 (2010).
- Micheli, L., et al. Efficacy of Posidonia oceanica extract against inflammatory pain: In vivo studies in mice. Mar Drugs. 19 (2), 48(2021).
- McCarson, K. E. Models of inflammation: Carrageenan- or complete Freund's adjuvant (CFA)-induced edema and hypersensitivity in the rat. Curr Protoc Pharmacol. 70, 5.4.1-5.4.9 (2015).
- Fehrenbacher, J. C., Vasko, M. R., Duarte, D. B. Models of Inflammation: Carrageenan- or Complete Freund's Adjuvant (CFA)-Induced Edema and Hypersensitivity in the Rat. Curr Protoc Pharmacol. Chapter 5 (Unit 5.4), (2012).
- Asl, M. K., Nazariborun, A., Hosseini, M. Analgesic effect of the aqueous and ethanolic extracts of clove. Avicenna J Phytomed. 3 (2), 186-912 (2013).
- Wang, Y. Analgesic effects of glycoproteins from Panax ginseng root in mice. J Ethnopharmacol. 148 (3), 946-950 (2013).
- Zia, F. Z., et al. Are psychedelic medicines the reset for chronic pain? Preliminary findings and research needs. Neuropharmacology. 233, 109528(2023).
- Sałat, K., Furgała, A., Sałat, R. Evaluation of cebranopadol, a dually acting nociceptin/orphanin FQ and opioid receptor agonist in mouse models of acute, tonic, and chemotherapy-induced neuropathic pain. Inflammopharmacology. 26 (2), 361-374 (2018).
- Wang, J., et al. Anti-inflammatory and analgesic actions of bufotenine through inhibiting lipid metabolism pathway. Biomed Pharmacother. 140, 111749(2021).
- Gong, L., et al. Antinociceptive and anti-inflammatory potentials of Akebia saponin D. Eur J Pharmacol. 845, 85-90 (2019).
- Deng, J., et al. Comparison of analgesic activities of aconitine in different mice pain models. PloS One. 16 (4), e0249276(2021).
- Penn, N. W. Potentiation of morphine analgesic action in mice by beta-carotene. Eur J Pharmacol. 284 (1-2), 191-193 (1995).
- Akkol, E. K., Güvenç, A., Yesilada, E. A comparative study on the antinociceptive and anti-inflammatory activities of five Juniperus taxa. J Ethnopharmacol. 125 (2), 330-336 (2009).
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Nachdrucke und Genehmigungen
