本研究では、ラットにおけるモノヨード酢酸の関節内注射法について述べ、結果として生じる疼痛関連行動および組織病理学的変化について議論し、将来の応用の参考となる。
このコンテンツを表示するには、JoVEへの購読が必要です。 または、無料トライアルをお申し込みください。
この記事について
サマリー
要約
変形性関節症(OA)の現在の動物モデルは、自発モデルと誘発モデルに分けることができ、どちらもヒトOAの病態生理学的変化をシミュレートすることを目的としています。しかし、OA後期の主な症状として、痛みは患者の日常生活に影響を与え、利用可能なモデルは多くありません。モノヨードアセテート(MIA)誘発モデルは、最も広く使用されているOA疼痛モデルであり、主にげっ歯類で使用されます。MIAはグリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼの阻害剤であり、軟骨細胞死、軟骨変性、骨棘、および動物の行動の測定可能な変化を引き起こします。さらに、マトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)および炎症誘発性サイトカイン(IL1 βおよびTNF α)の発現変化は、MIA誘発モデルで検出できます。これらの変化は、ヒトにおけるOA病態生理学的状態と一致しており、MIAが測定可能で成功したOA疼痛モデルを誘発し得ることを示している。この研究は、ラットにおけるMIAの関節内注射の方法論を説明し、結果として生じる痛みに関連する行動と組織病理学的変化について議論することを目的としています。
概要
変形性関節症(OA)は世界で最も一般的な関節疾患であり、成人の推定10〜12%の人口に影響を及ぼします1。最も一般的に関与する関節は膝であり、OAは高齢者、特に女性の発生率が高くなっています2。慢性疾患として、OAは数十年にわたって徐々に進行し、軟骨喪失、滑膜炎症、骨植物症、機能低下、慢性疼痛などの症状を伴う関節不全に発展します3。世界保健機関(WHO)によると、OAは女性で4番目に蔓延している病気であり、男性で8番目に蔓延している病気です。2020年までに、OAはヒトで4番目に障害のある病気になる可能性があります4。しかし、現在利用可能なOA療法は症状のみに対処し、関節置換術までの時間を延長します5。
ヒト患者の自発的OAは、関節関連疼痛などの臨床症状を引き起こすのに長い時間がかかることが多い6。OAの初期段階では、痛みは通常断続的であり、病気が進行するにつれてより頻繁かつ重篤になり、患者の主な不満になります7。そのため、疼痛緩和療法を促進するために、過去半世紀にわたってOA疼痛の広範な動物モデルが開発されてきました。OAモデルは、古典的に自発....
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
プロトコル
動物を対象とする手順は、浙江中国医科大学の医療規範および倫理委員会によって承認されており、実験動物の使用と世話に関する中国の法律に準拠しています。
1.膝へのモノヨードアセテートの関節内注射
- 1週間の順応後、体重180〜200 g(4〜5週齢)の雄のSprague-Dawleyラット40匹をランダムかつ均等に4つのグループ(n = 10匹/グループ)に分けます。.
注:対照群のラットは関節内注射されます 50μLの生理食塩水、実験群のラットは0.5、1.5、または3mgのMIAで治療されます それぞれ50μLの生理食塩水に溶解しました。 - 注射当日、15、30、60 mg / mL濃度の滅菌生理食塩水(0.9%NaCl)中のMIA溶液と、滅菌生理食塩水(0.9%NaCl)中の10%ペントバルビタール溶液を新たに調製します。
注意:MIAは、粘膜、上気道、眼、皮膚、その他の組織に非常に破壊的な影響を及ぼします。したがって、溶液を調製するときはマスクと手袋をお勧めします。 - 60 mg / kgのケタミンと5 mg / kgのキシラジン(どちらも生理食塩水で調製)の腹腔内注射によってラットを麻酔します。.ラットのつま先をピンセットでそっと固定して麻酔を確認します。
- ラットを背中を下に向けて置きます。膝を剃り、膝関節の周囲をアルコールで拭きます。
- 膝を90°の角度に保ち、膝蓋....
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
結果
この方法論を用いて、ラットのOA疼痛モデルを確立し、結果として生じる変化を検出した。MWTおよびTWLは、それぞれ機械的異痛症および熱痛覚過敏を反映した。 図1に示されるように、MIAは、用量依存的に存在する機械的異痛症および熱痛覚過敏を誘発する。驚くべきことに、MWTの減少は21日から28日にかけてピークに達し、その後リバウンドし、この段階で関節修復が起こる可能性があることが示唆されましたが、3 mg MIAグループのMWTはまだ低レベルでした。TWLの変化はMWTとほぼ一致していました(図2)。
これに基づいて、最終用量として1.5 mgのMIAを選択し、注射後28日目の歩行パターンと組織学的変化を評価しました。歩行パラメータ(総足面積と単位歩幅)は、痛みに関連する行動を反映していました。総足面積(図3A)および単位歩幅(図3B)を含む歩行パラメータのレベルは、28日後にMIA群で有意に減少し、
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
ディスカッション
MIAによって誘発されるOAのラットモデルは、十分に確立され、広く使用されているモデルです。MIAの関節内注射は、最初に重度で急性の炎症を引き起こし、OA17,18のより長く変性段階を引き起こします。本研究では、MWTとTWLによる侵害受容感度を測定し、イメージングシステムで歩行変化を評価しました。以前の報告では、MIAの注射が求心性膝関節線維の感受性を高め、侵害受容につながる可能性があり、これは熱痛覚過敏と機械的閾値の低下に反映されています19,20。歩行の変化が侵害受容の増強に関連していることが証明されており、歩行パターンを使用して疼痛モデルを評価することができることが示唆されています21。したがって、MIA誘発モデルは、主にOA関連の痛みを評価し、経口薬と関節注射薬をスクリーニングするために使用されます<.......
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
開示事項
著者は開示するものは何もありません。
謝辞
この研究は、中国浙江省自然科学財団(助成金番号:LY17H270016)、中国国家自然科学財団(助成金番号:81774331、81873049、および81673997)、および浙江省中国伝統中国医学科学技術プロジェクト(助成金番号:2013ZQ007および2016ZZ011)から資金提供を受けました。
....アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 抗コラーゲンII抗体 | アブカム(英国) | 34712 | 免疫組織化学(IHC)用一次抗体 |
| コラーゲンX(Col10)抗体 | アブカム(英国) | 49945 | IHC |
| DigiGait Imaging System | Mouse Specifics(米国マサチューセッツ州ボストン) | 歩行パターン分析用機器 | |
| Eosin | Sigma-Aldrich | 861006 | HE用色素染色 |
| Fast Green FCF | Sigma-Aldrich | F7252 | SO染色用色素 |
| ヤギ抗マウス抗体 | ZSGQ-BIO (中国・北京) | PV-9002 | IHC |
| ヤギ抗ウサギ抗体 | ZSGQ-BIO (中国・北京) | PV-9001 | IHC |
| ヘマトキシリン | Sigma-Aldrich | H3163 | HE染色 |
| MIA | Sigma-Aldrich | I4386-10G | 粉末 |
| MMP13 | Cell Signaling Technology, Inc. (米国マサチューセッツ州ダンバース) | 69926 | IHC 用一次抗体 |
| モジュール式組織包埋センター | Thermo Fisher Scientific (USA) | EC 350 | パラフィンブロックを作製します。 |
| 足底検査装置 | UgoBasile(イタリア) | 37370 | TWLアッセイ用機器 |
| PrimeScript RT試薬キット(パーフェクトリアルタイム) | TaKaRa Biotechnology Co. Ltd.(大連、中国) | RR037A | 培養細胞から全RNAを抽出 |
| ロータリーおよびスライディングミクロトーム | サーモフィッシャーサイエンティフィック(米国) | HM325 | 精密なパラフィン切片。 |
| Safranin-O | Sigma-Aldrich | S2255 | SO染色用色素 |
| -Tek VIP 5 Jr | Sakura (Japan) | 真空浸透プロセッサ |
参考文献
- Hunter, D. J., Schofield, D., Callander, E. The individual and socioeconomic impact of osteoarthritis. Nature Reviews Rheumatology. 10 (7), 437-441 (2014).
- Neogi, T. The epidemiology and impact of pain in osteoarthritis. Osteoarthritis and Cartilage. 21
アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
再版と許可
