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Durale Stimulation und periorbitale von Frey-Tests bei Mäusen als präklinisches Modell von Kopfsc...
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JoVE Journal Neuroscience
Dural Stimulation and Periorbital von Frey Testing in Mice As a Preclinical Model of Headache

Durale Stimulation und periorbitale von Frey-Tests bei Mäusen als präklinisches Modell von Kopfschmerzen

Full Text
9,618 Views
05:40 min
July 29, 2021

DOI: 10.3791/62867-v

Bianca N. Mason1, Amanda Avona1, Jacob Lackovic1, Gregory Dussor1

1School of Brain and Behavioral Sciences and Center for Advanced Pain Studies,University of Texas at Dallas

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Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study investigates the role of dural prolactin in migraine-like behavior through a minimally invasive method for local substance application to the dura mater in mice. By utilizing genetically modified mice and facial hypersensitivity as an output measure, the research aims to explore the mechanisms underlying headache without accompanying tissue injury.

Key Study Components

Area of Science

  • Neuroscience
  • Behavioral analysis
  • Pain mechanisms

Background

  • Migraine is characterized by severe head pain likely mediated by sensory neurons.
  • Previous models focused on dural stimulation without considering the intersection of genetic modifications in mice.
  • The methodology allows for detailed investigation of facial hypersensitivity associated with migrainous pain.
  • Current understanding of dural involvement in headaches necessitates refined experimental designs.

Purpose of Study

  • To apply substances to the dura in a minimally invasive manner.
  • To examine the effects of dural prolactin on facial hypersensitivity.
  • To validate findings that may reveal the role of specific substances in migraine-like responses.

Methods Used

  • Mouse model with a focus on genetically modified mice for dural application studies.
  • Facial von Frey testing was employed to measure sensitivity responses after substance application.
  • Five microliters of test solutions were injected into the dura after precise placement of an infuser.
  • Procedures included pre-acclimation of mice and careful handling during substance administration.

Main Results

  • The study found that 5 micrograms of dural prolactin significantly reduced facial withdrawal thresholds in female ICR mice.
  • Lower doses of prolactin produced similar effects, indicating its role in eliciting migraine-like behaviors.
  • Behavioral assessments highlighted the involvement of dural prolactin in spontaneous pain-related behaviors observed during testing.

Conclusions

  • This research enables further exploration of dural mechanisms contributing to migraine without the complications of craniotomy.
  • It underscores the significant role of prolactin in modulating pain responses, with implications for addressing pain mechanisms in migraines.
  • Insights gained may contribute to the development of targeted therapies for migraine treatment.

Frequently Asked Questions

What advantages does this model provide?
This model allows for direct investigation of the dura mater without the trauma associated with traditional craniotomy, enabling clearer insights into headache mechanisms.
How is the dural application performed?
The application involves carefully probing the skull to locate sutures and injecting solutions using an infuser, ensuring precise delivery into the dura mater.
What types of data are obtained from this study?
The main outcomes include behavioral responses measured through facial hypersensitivity and the effects of prolactin on withdrawal thresholds, providing insights into pain mechanisms.
How can this method be adapted for other substances?
The protocol allows for the injection of various test solutions into the dura mater, which can facilitate studies on different molecular pathways involved in headache mechanisms.
What are the limitations of this study?
While the model provides significant insights, the focus on genetically modified mice may limit generalizability to other strains or species.
How can this research contribute to migraine treatment?
The findings may help identify specific biochemical pathways involved in migraines, potentially leading to targeted therapies that effectively manage symptoms.

Das bemerkenswerteste Symptom der Migräne sind starke Kopfschmerzen, und es wird angenommen, dass dies durch sensorische Neuronen vermittelt wird, die die Hirnhäute innervieren. Hier stellen wir eine Methode vor, um Substanzen auf minimal-invasive Weise lokal auf die Dura aufzutragen, während die Überempfindlichkeit des Gesichts als Ausgang verwendet wird.

Welche Ereignisse treten in den Hirnhäuten auf, die ohne Gewebeverletzungen zu Kopfschmerzen beitragen? Im Gegensatz zur früheren Verwendung von Duralstimulationsmodellen bei Ratten ermöglicht es die Verwendung des umfangreichen Katalogs genetisch veränderter Mäuse. Der primäre Kampf wäre es, den Schnittpunkt der lambdoidalen und sagittalen Nähte zu lokalisieren, indem der Schädel mit dem Injektor abgetastet wird.

Erstellen Sie zunächst die Maus-Infusers, indem Sie eine handelsübliche interne Kanüle und einen Infuser mit einer verschmolzenen Silica-Kunststoffkappe modifizieren, die verstellbar ist und in eine 28-Gauge-Führungskanüle eingesetzt wird. Verwenden Sie einen Bremssattel, um die Verschlusskappe aus Quarzglas am Infuser anzupassen, ohne den Infuser zu verbiegen. Stellen Sie den Infuser auf eine Länge von 6 Millimetern ein, gemessen von der Spitze des Infusers bis zum Rand der Silica-Kunststoffkappe.

Führen Sie Pilotinjektionen für andere Mausstämme durch und passen Sie die Länge an, um sie präzise in Dura Mater zu injizieren. Befestigen Sie dann das lange Ende des Infusers an Kunststoffschläuchen von acht Zoll oder mehr, um fünf Mikroliter Volumen zu halten. Setzen Sie das Rohr ein, während Sie die vollständige Abdeckung des Metallteils und der Oberseite des Kunststoffstopfens am Infuser sicherstellen, um zu verhindern, dass sich Luftblasen in der Leitung ansammeln.

Als nächstes füllen Sie die Mikrospritze und befestigen Sie das andere Ende des Schlauches an einer 10-Mikroliter-Glasmikrospritze, um eine dichte Abdichtung über dem Metallteil der Spritze zu gewährleisten. Füllen Sie dann die Spritze mit fünf Mikrolitern PBS oder synthetischer Interstitialflüssigkeit oder anderen Fahrzeugen Ihrer Wahl ab, um die Bildung von Luftblasen zu verhindern. Falls erforderlich, überfluten Sie die Leitung mit dem Fahrzeug, um vorgeformte Blasen zu zerstreuen.

Alternativ können Sie die Spritze vorfüllen und nach dem Anschließen die Flüssigkeit durch die angeschlossene Leitung drücken. Sobald die fahrzeuggefüllte Linie effizient arbeitet, laden Sie fünf Mikroliter der Lösung in die Hamilton-Spritze. Sobald die Maus vollständig betäubt ist, tragen Sie sterile ophthalmologische Salbe auf die Augen auf und rasieren Sie den Kopf des Tieres, dann desinfizieren Sie die Haut mit Povidonjod und Ethanol.

Stabilisieren Sie den Kopf des Tieres mit einer Hand und halten Sie den Infuser mit der mit Drogen beladenen Spritze in der anderen Hand. Sondieren, lokalisieren und überprüfen Sie dann mit einem Infuser sorgfältig die Verbindung der sagittalen und lambdoidalen Nähte am Schädel der Maus. Sobald sich die Naht befindet und der Infuser an Ort und Stelle ist, wackeln Sie die In-Infuser langsam und sanft hin und her, bis die In-Infuser durch die Haut dringt und bis zum Kunststoffstopfen in die Verbindung fällt, um das Einführen der gesamten 6-Millimeter-Infuser-Spitze in die Verbindung sicherzustellen.

Drücken Sie dann langsam den Kolben der Spritze, um die fünf Mikroliter Flüssigkeit in die Dura Mater auszustoßen. Am Testtag, nach der Akklimatisierung im Raum, entfernen Sie eine Maus zusammen mit der Tasse aus der jeweiligen Kammer. Halten Sie den Becher in der horizontalen Position für ein gleichmäßig verteiltes Körpergewicht, da die ungleiche Gewichtsverteilung die Reaktion der Tiere verändern oder verhindern kann.

Stellen Sie die Tasse mit der Maus auf ein saugfähiges Pad, das auf dem Tisch unter dem Testrack aufbewahrt wird. Legen Sie dann für periorbitale von-Frey-Tests das 07-Gramm-von-Frey-Filament in der Mitte des Gesichts zwischen die Augen und üben Sie genug Druck auf das Filament aus, um das von Frey-Haar zu einer C-förmigen Formation zu biegen. Halten Sie den Filamentkontakt für etwa drei bis fünf Sekunden aufrecht oder bis die Maus das Filament mit dem Kopf oder den Pfoten wegwischt.

Um der Dixon-Up-Down-Methode zu folgen, wenden Sie das nächste Filament mit geringerem Gewicht an, wenn die Maus auf das Filament reagiert, wenden Sie andernfalls ein Filament mit höherem Gewicht an. Das Verfahren wurde verwendet, um die Auswirkungen von duralem Prolaktin auf die mechanisch evozierte Überempfindlichkeit des Gesichts zu untersuchen. Die Ergebnisse der Studie zeigten signifikant reduzierte Gesichtsentzugsschwellen bei weiblichen ICR-Mäusen als Reaktion auf fünf Mikrogramm durales Prolaktin.

Eine zehnfach niedrigere Dosis von 5 Mikrogramm Prolaktin zeigte auch reduzierte Gesichtsentzugsschwellen, ähnlich einer hohen Dosis Prolaktin. Die Prolaktininjektionen erzeugten spontane schmerzbedingte Verhaltensweisen, die über Grimassen beurteilt wurden. Dural 5 Mikrogramm Prolaktin verursachten signifikante Grimassen bei weiblichen Mäusen und zeigten weiterhin eine klare Rolle für durales Prolaktin bei weiblichen migräneähnlichen Verhaltensweisen Verhaltenstests mit von Frey-Filamenten oder Gesichtsgrimassen, um festzustellen, ob der Reiz in Abwesenheit von Verletzungen eine Kopfschmerzreaktion verursacht.

Diese Technik kann nun verwendet werden, um entzündliche Mechanismen in den Hirnhäuten zu untersuchen, ohne sich um Vorbehalte kümmern zu müssen, die durch Craniotomien und die anschließende Entzündung verursacht werden.

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Neurowissenschaften Ausgabe 173 Migräne Dura mater Überempfindlichkeit im Gesicht nicht-invasive Stimulation Verhalten

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