Method Article

疼痛研究のための早産ラットモデル

DOI:

10.3791/65800

February 9th, 2024

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ここでは、早産ラットモデルを作成するための簡潔なプロトコルを提示し、出生後早期の疼痛管理に関する研究を促進します。この方法では、出産予定日の3日前に帝王切開を行い、子宮摘出術によって早産ラットの子犬を摘出し、代理母の生物学的子孫と統合します。

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

この研究では、継続的なピンプリック刺激が早産児に及ぼす影響を掘り下げ、疼痛感受性に対する長期的な影響を確認します。このプロトコルの主な目的は、早産ラットモデルを使用して、新生児のピンプリック刺激が人生の後期の痛みの閾値に与える影響を調査することでした。このモデルを確立することにより、未熟児に関連する産後早期の痛みの理解と管理に関する研究を進めることを目指しています。この研究の結果は、機械的刺激に対するベースラインの閾値は影響を受けなかったが、成体ラットでのフロイントアジュバント(CFA)の完全注射後に機械的過敏症が顕著に増加したことを示しています。興味深いことに、雄ラットと比較して、雌ラットは炎症性過敏症の増加を示しました。特に、母親の行動、同腹児の体重、および子孫の成長軌道は、刺激によって変化しなかった。新生児の痛みを伴う刺激後の成人期における侵害受容反応の変化の発現は、感覚処理とグルココルチコイド受容体の機能の変化を示している可能性があります。.しかし、関与する根本的なメカニズムを理解し、成人の未熟児および新生児の痛みの結果に対する介入を開発するためには、さらなる研究が必要である。

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

新生児期には、侵害受容経路は構造的および機能的に著しい成熟を遂げ、組織損傷とそれに伴う疼痛の存在は、体性感覚処理の発達に深い影響を及ぼします1

動物モデルを利用することで、ヒト以外の動物を実験的に制御して操作することが可能となり、新生児の痛みが後年の行動に及ぼす影響をより深く理解すると同時に、潜在的な交絡変数を軽減することができる2,3。一般的に観察される結果は、新生児の疼痛が成人期の痛み感受性の増加に及ぼす影響です2,4,5。新生児集中治療室(NICU)では、新生児の痛みが非常に一般的なストレスの原因であり、早産児は通常、1日あたり中央値10回の侵襲的処置を受けています6。NICUの未熟児は、痛み、母親との接触の制限、聴覚刺激、過度の照明など、さまざまなストレス要因に遭遇します7,8,9

動物モデルの利用は、これらのプロセスに関与する根本的なメカニズムの理解を深め、この分野での新たな進歩を促進するために不可欠です。特に、早産動物モデルを研究に採用することは、未熟児に関する知識体系の拡大に大きく貢献し、早産児の疼痛管理介入に関する貴重な洞察を提供することができます10

現在、未熟児を特に扱うげっ歯類モデルは限られており、これらの研究の大部分は主に未熟児が脳11、肺の発達12、壊死性腸炎13、または免疫栄養研究14に及ぼす影響を調査しています。しかし、これらのモデルのいずれも、未熟児の場合に特に脆弱である疼痛システムの成熟を調べていません。

早産とそれが産後早期の疼痛管理に及ぼす影響は、依然として重要な研究分野です。したがって、本研究は、早産ラットモデルを確立することにより文献に貢献することを目指しました。このモデルは、新生児のピンプリック刺激が人生の後期の痛みの閾値に与える影響についての洞察を提供し、未熟児関連の痛みについての理解を深めます。

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

すべての実験手順は、アルフェナス連邦大学の動物実験倫理委員会が採択した実験動物の手入れと使用に関するガイド(プロトコル32/2016)に従っていました。

1. 動物たち

  1. アルフェナス連邦大学の中央動物施設から、成体の雄と未経産の雌ラット(約8週齢)を入手します。
  2. 12:12 hの光で制御された温度と湿度の条件下でラットを収容します:暗いサイクルで、理学療法動物施設(アルフェナス連邦大学)の学部で 自由に 餌をやります。

2. 妊娠確認

  1. 1ヶ月間、毎朝8:00から9:00の間に、各動物ケージを実験室に運びます。膣洗浄を行うには、10μLの0.9%NaCl溶液が入ったプラスチックピペットをラットの膣に慎重に導入します。深い挿入を避けるために浅い挿入を確保し、その後、ゆっくりと抜いて膣分泌物を集めます。
  2. 集めた膣液を個々のスライドガラスの上に置き、動物の各ケージに別々のスライドを割り当てます。
    1. 清潔なピペットチップを使用して、各ラットから染色されていない物質を1滴採取します。集光レンズを使用せずに、10倍と40倍の対物レンズを使用して光学顕微鏡で材料を調べます。
    2. その特性に基づいて、3つの異なる細胞タイプを特定します:丸い上皮細胞と有核上皮細胞、核のない不規則な角化細胞、および小さくて丸い白血球15
  3. 発情周期の特徴であり、雄の受容性の増加を示す激しい角質化と ?? 沈下を伴う雌のWistarラットを交配にさらします。.ケージごとに2匹のメスと1匹のオスを配置して、ラットを交配させます。膣塗抹標本中の精子と発情期細胞の存在を確認して、妊娠0日目を決定します。

3. 妊娠中の母子とその子孫の分類と管理

  1. 妊娠した母子(各2母)は、妊娠期に基づいて3種類(早産、正期産、代理母)を処分します。満期の妊娠中の母が妊娠22日目に自然に分娩することを許可し、その同腹仔を満期のグループに使用します。
  2. 妊娠19日目に、出産予定日の3日前である早産の母に帝王切開を行います。これらの同腹児を早産児に活用してください。この手順が母親の生存に役立たないことを考えると、早産児を代理母に任せてください。これは、早産母の帝王切開の2日前に自然に出産しました。
  3. 代理母の子犬を数時間彼女と一緒に保ち、彼らの香りが早産児と混ざり合うようにします。この期間の後、早産児を導入し、代理母の元の子犬を取り除き、その後、イソフルランを高用量で吸入して犠牲にします。
    注:このステップは、代理母がすでに乳腺での乳生産を刺激し、早産児16を効果的に授乳するように配置するために不可欠です。

4.帝王切開手術

  1. 早産のダムに 2% イソフルランで部分的に麻酔をかけ、出産予定日の 3 日前に子宮頸部脱臼を使用して安楽死させます。安楽死後、子宮摘出術で子孫を1つずつ抽出します。
  2. 下腹部の正中線に3cmの切り込みを入れ、続いて縦に2cmの切り込みを入れます。これらの切り傷から各子宮管の中央部分の無腸境界に沿って切開を行います。
  3. 子宮摘出術17,18により、ラットの子犬と胎盤を穏やかに抽出します。すぐに子孫を1つずつ抽出します。

5.術後のケアと養子縁組のための子犬の準備

  1. 養子縁組手順を使用して、手術を受けた母親が外科的処置や潜在的な痛みのために不適切な行動を示すのを防ぎ、子犬の大人の行動に影響を与える可能性があります。
  2. 出生後、ペーパータオルを使用してラットの子犬の気道をきれいにします。代理母による共食いを防ぐために、ネズミの子犬をお風呂に入れてきれいにします。ラットの子犬を28°Cの水で洗い、乾かします。
  3. 血の痕跡を取り除き、子犬を加熱された赤外線照明の下でシャーレに入れ、呼吸が規則的になるまで約28°Cの温度を維持します。
  4. 胎盤のすぐ下でへその緒を切り、H2O2 に浸した綿を使用して、へその緒からの出血を防ぎます。最後に、養子縁組のためにそれらを里親に提供します。

6. 早産児の養子縁組と母親の交流の里親

  1. 各里親は、別々のプラスチックケージにトイレを収容します。移す前に、里親の手から各学期の子犬に印を付けます。このマーキングは、その後の母親の行動分析にとって重要です。養子縁組プロセス全体を通じて、里親のケージの完全性を維持します。
  2. 最初に、早産児を巣の外に置きます。この戦略により、代理母は中立的な領域で新しい子犬の香りを認識し、親しむことができます。また、里親自身の子犬を1〜2匹選び、早産児と一緒に巣の外に置きます。この組み合わせにより、代理母は自分の子犬と早産児の両方を集めるように促し、新しい子犬の受け入れと巣への統合を促進します。
  3. 最初に養子縁組の子孫と生物学的な子孫を混ぜます。効果的な導入を確認します。里親の子犬を巣から取り出し、犠牲にする19.
    注:この研究では、早産ラットの生存率は100%であり、代理母によって拒絶されませんでした。

7.同腹児の標準化

  1. 代理出産で育てられた子犬のすべてのグループで、同腹仔あたり8匹の子犬(4人の男性と4人の女性)の同腹児数を維持します。標準化後、残りの子ネズミを犠牲にします。

8. 実験デザインとプロトコールの実装

注:このプロトコルの目的は、以下の実験手順の開発のために生存可能な早産児を取得することでした。

  1. 手順には、合計20個の妊娠中のダムを利用します。それらを2つの実験グループに分け、それぞれが10個のダムで構成されています。
    1. 最初のグループであるPPグループの子犬を、PND2からPND15までのピン刺し刺激で刺激します。
    2. 2番目のグループをCCグループとして指定し、CCグループをコントロールとして、このグループの子犬はピン刺し刺激を受けないようにします。
    3. この期間中、母性的な母性の行動と同腹児の体重を熱心に監視します。

9.離乳後の評価と行動試験

  1. PND 22で子孫を離乳させます。性別で分類し、生後約8週間に達するまで、それぞれ最大4匹のケージに収容します。
  2. その後、これらの動物を電子フォンフレイテストを使用して、痛みを伴う刺激に対する感受性の評価にかけます。特にCFAによる炎症誘発性の痛みに焦点を当てます。
  3. 同腹仔に関連する潜在的な影響を軽減するために、各実験グループごとに各同腹仔から1匹の雄と1匹の雌ラットを選択し、成体期に行動試験を受けます。
  4. 雌の仔ラットの侵害受容反応に対するホルモン因子の干渉を避けるために、各動物を1回の実験で使用します。具体的には、発情周期の発情期に女性に対してテストが実施されることを確認してください。

10. 新生児疼痛誘発の繰り返し

  1. 以前の研究20で説明したものと同様のピンプリック技術を使用して、新生児の痛みを繰り返し誘発します。出生後2日目(PND 2)からラットの子犬に毎日のピンプリック刺激を開始し、PND15までこの練習を続けます。
  2. 22Gの針を右後足の中央足底部に浅い深さまで慎重に挿入します。
    1. 挿入が過度の怪我を引き起こすことなく刺激するのに十分であることを確認してください。ゲージが深く浸透しないようにキャリブレーションを行い、この年齢でゲージが完全に足を通過するリスクを考慮してください。
    2. 出血が発生した場合は、綿の先端の綿棒を使用してすぐに出血を止めてください。通常、この介入は数秒しか続きません。刺激を4回投与し、それぞれの間に2分の間隔を保ち、1日合計8回の刺し傷を行います。
  3. 母親の分離と新生児の取り扱いに関連する潜在的な交絡因子を最小限に抑えるために、ラットの子犬を最大5分間母親から分離します。コントロールグループに同じ分離期間を適用します。刺激の各セットに続いて、ラットの子犬を速やかに彼らのダム5,21,22に戻します。

11. 母性行動の評価

  1. 母体の行動を評価するには、PND 2 から PND 15 までの両方の実験グループ(グループあたりn = 10)のダムの行動を評価します。評価は、午前中のラットの子犬へのピン刺し刺激の前(08:00〜09:30)と、ラットの子犬へのピン刺し刺激後の午後(15:00〜16:30)の2つのセッションで実施します。
  2. これらのセッションでは、これらのセッション中に各母親の行動を3分ごとに熱心に観察、記録、採点し、1日1ピリオドあたり30回の観察につながります。これは、母親1人あたり1日あたり合計60回の観察結果に蓄積されます。

12. 母性行動と非母性行動の記録

  1. グルーミングや舐める(体または肛門性器領域)、授乳、子犬の上に横たわることによる「毛布」のような姿勢でのアーチ型背中の維持、授乳中に仰向けまたは横向きに横たわる、巣作りに従事する、母親のセルフグルーミング(セルフクリーニングによる乳房の刺激を含む)などの行動を含む母親の行動パラメーターを記録します。
  2. 餌をやる、ケージハウジングを探索する、探索しない、母親のセルフグルーミングがないなどの行動を含む、母親以外の行動パラメーターを文書化します。
  3. データを、母親の行動と母親以外の行動の合計に対する割合として提示します。記録されたターゲット動作の観測値の数を観測値の合計数で割り、結果に 100 5,23,24 を掛けます。

13.同腹児体重評価

  1. ピンプリック刺激フェーズ(PND 2-15)全体を通して、それぞれ8つの同腹児を含むPPグループとCCグループの両方で同腹児の重量を監視します。
  2. ピンプリック刺激段階(PND 2-15)では、PPグループとCCグループの両方で、それぞれ8リットルで構成される同腹児の重量を継続的にチェックしてください。

14.機械的しきい値テスト

  1. この実験では、生理食塩水またはCFAのいずれかを、それぞれ100μLの容量で、PPおよびCCグループのラット(8週齢)に注射します。その後、テストの 15 〜 30 分前に、ワイヤー グリッドの床を備えたアクリル ケージ (42 cm × 24 cm × 15 cm) に個別に配置して、機械的痛覚過敏を評価します。
  2. このテストでは、0.5 mm2 ポリプロピレンチップ (Electronic von Frey) を装備したハンドヘルド力トランスデューサーを使用して、後肢屈曲反射を誘発します。
    1. 右後足の5つの遠位フットパッドの間に先端を徐々に適用し、反応が観察されるまで圧力を上げます。
      注:足の収縮が発生すると、刺激は自動的に停止し、その強度が記録されます。テストは、明確なひるみ反応とそれに続く足の引き抜きで終了します。CFAの皮下投与は、長期にわたる炎症を誘発し、24時間でピークに達し、少なくとも7日間持続します25
  3. 生理食塩水またはCFA4の投与前および投与後4時間、7時間、10時間、および24時間後に動物で試験を実施します。結果をグラム(g)で測定した引き出ししきい値で提示し、3つの測定値を平均して計算します。
  4. 女性の子孫の侵害受容反応における潜在的なホルモン因子の干渉を防ぐために、テストが発情周期の発情期にのみ行われることを確認してください。.

15. データ分析

  1. 統計解析ソフトウェアを使用してデータを処理し、平均の平均±標準誤差(SEM)として表示します。グループ間で統計的に有意な差を特定するには、母性パラメータと非母性パラメータの評価、同腹児の体重評価などの要素を考慮して、反復測定を伴う二元配置分散分析(ANOVA)を適用します。
  2. 具体的には、母性パラメータのPNDとピンプリック刺激を解析し、同腹児体重評価のためのフォン・フレイ:CFAとピンプリック刺激を解析します。必要に応じて、Bonferroniテストを使用して事後分析を実施します。

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

この研究では、新生児期にピンプリック実験を受けたか、早産児か正期産児かに関係なく、母親間の母性行動または非母性行動に差はありませんでした(図1)。早産児の養母の母性行動に関して、二元配置ANOVAは、午前8時に観察された母性行動の評価において、PND(出生後日)の影響はあるが、ピンプリック刺激の影響や2つの因子間の相互作用はないことを示した[PND因子:F(13, 140) = 6.31, p < 0.001; ピンプリック刺激因子: F(1, 140) = 1.04, p = 0.30;ピンプリック刺激 x PND 相互作用: F(13, 140) = 0.55, p = 0.88; 図1A];または午後3時[PND因子:F(13, 140) = 16.97, p < 0.001; ピン刺し刺激因子: F(1, 140) = 3.27, p = 0.07; ピン刺し刺激 x PND相互作用: F(13, 140) = 1.82, p = 0.04; 図1C]。非母性行動に関しては、PNDによる顕著な影響があったが、午前8時のピン刺し刺激またはこれら2つの因子間の相互作用による有意な影響はなかった[PND因子:F(13, 140) = 6.31, p < 0.001; ピン刺し刺激因子: F(1, 140) = 1.04, p = 0.30; ピン刺し刺激とPNDとの間の相互作用: F(13, 140) = 0.55, p = 0.88; 図1Bを参照]。同様に、PND効果は持続したが、ピン刺し刺激の影響およびPNDとの相互作用は、午後3時の時点で統計的に有意ではなかった[PND因子:F(13, 140) = 16.97, p < 0.001; ピン刺し刺激因子: F(1, 140) = 3.27, p = 0.07.二元配置分散分析は、PNDの注目すべき効果、そして重要なことに、ピン刺し刺激とPNDとの間に午後3:00の有意な相互作用を明らかにしました(PND因子(F(13, 182) = 13.82, p < 0.001; ピン刺し刺激因子)F(1, 182) = 3.78, p = 0.05;PND x ピンプリック刺激相互作用: F(13, 182) = 1.82, p = 0.04; 図1Dを参照してください]。この相互作用は、ピンプリック刺激が非母親の行動に与える明確な影響を強調しており、特に午後の評価で明らかです。

figure-results-1
図1:新生児期(PND 2-15)におけるピンチングが早産児の養母の母性行動に及ぼす影響 (A)午前8時に評価された母親以外の行動の記録数 (B)午前8時に評価された母親以外の行動の記録数 (C)午後3時に評価された母親以外の行動の記録数 (D)午後3時に評価された母親以外の行動の記録数各点は SEM ±平均を表しています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2 は、ピンプリック刺激が適用された期間中の早産児の体重増加を示しています(PND 2-15)。CC(対照)群とPP(ピンプリック)群の間で同腹児体重の変化は観察されませんでした。二元配置ANOVAはPNDの有意な効果を明らかにしましたが、ピン刺し刺激または2つの因子間の相互作用が同腹児体重に有意な影響を与えませんでした[PND因子:F(13, 140) = 247.5、p < 0.001;ピン刺し刺激因子:F(1, 140) = 0.89、p = 0.34;ピン刺し刺激×PND相互作用:F(13, 140) = 0.05、p = 1.00]。

figure-results-2
図2 - 新生児期(PND 2-15)のピンチングが早産児の体重に及ぼす影響(グラム単位)。 各点は、8匹の動物の平均±SEMを表しています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

ピンプリック刺激とCFAが足の離脱閾値に及ぼす有意な主影響が観察され、CC/CFAおよびPP/CFAグループの雄の仔犬では、CC/SalおよびPP/Sal群の子犬と比較して、すべての時点で大幅な減少(p < 0.001)が認められました(図3A)。このことは、ピンプリック刺激とCFAの両方が雄の子犬の侵害受容反応に強い影響を与えることを強調しています。特に、CFA注入の4時間後、CC/CFA群と比較して、PP/CFA群ではPWTの有意な減少(p < 0.001)が観察されました[CFA係数:F(4,112) = 13.12、p < 0.001; ピン刺し刺激因子:F(3,112) = 14.45、p < 0.05;CFA x ピンプリック刺激相互作用: F(12,112) = 5.14, p < 0.05]。雌の任犬(図3B)については、CC/CFA群およびPP/CFA群において、CC/Sal群およびPP/Sal群と比較して、すべての時点で離脱閾値(p < 0.001)の低下が認められた。具体的には、CFA注射の4時間後、CC/CFA群と比較して、PP/CFA群で離脱閾値(p < 0.05)の有意な低下が観察されました[CFA因子:F(4,112) = 31.16、p < 0.001;ピン刺し刺激因子:F(3,112) = 18.22、p < 0.01;CFA x ピンプリック刺激の相互作用: F(12,112) = 58.13, p < 0.01]。男性と女性の両方の成人は、4 時間のマークから始まるすべての時点で、PP/CFA グループと CC/CFA グループの間で足の引き出し閾値の低下を示しました。

figure-results-3
図3 - 早産児の新生児期(PND 2-15)におけるピン刺しが侵害受容に及ぼす影響 足底内CFAまたは生理食塩水の注射前後のフォンフレイテストによる 。(A)雄ラットまたは(B)雌ラットにおける足の離脱閾値(グラム単位)。各点は、8匹の動物の平均±SEMを表しています。* p < 0.05 および *** p < 0.001 対照群および PP/生理食塩水群と対照群および PP/CFA 群と比較。# p < 0.01 Control CFA グループと PP/CFA グループの比較。BASALは、CFAまたは生理食塩水の足底内注射前に測定された侵害受容閾値を表します。矢印は、CFAまたは生理食塩水の足底内注射の時間を示しています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

この調査では、母親の母性行動と非母性行動が新生児ピンプリック実験の影響を受けないことを観察しました。この傾向は、非母親の行動にも広がりました。さらに、ピンプリック刺激期間中の早産児の体重増加は、対照群とピンプリック群の間で有意差はありませんでした。足の離脱閾値分析では、ピンプリック群とCFA群の雄と雌の両方の子犬が、対照群の子犬と比較して顕著な減少であることが明らかになりました。特に印象的だったのは、対照/CFA群と比較して、ピンプリック/CFA群でCFA注射後4時間で足の引き出し閾値がさらに減少したことでした。これらの微妙な結果は、新生児のピンプリック刺激が母親の行動、同腹児の体重増加、および仔の侵害受容反応に対する多面的な影響を強調しており、結果を解釈する際に早産と正期産の両方の条件を考慮することの重要性を強調しています。

侵害受容反応に関する私たちの調査は、早産児の反復的なピンプリック刺激に起因する成人期の侵害受容反応と炎症性過敏症の変化を報告したde Carvalhoら調査結果と一致し、拡張されています。この結果の収束は、新生児の経験が侵害受容経路に与える永続的な影響を強調しており、これらの結果が研究間で頑健であることを強調しています。新生児のピンプリック刺激を受けた雄と雌の両方の子犬で有害刺激に対する感受性の増加が観察されたことは、侵害受容反応の調節に一貫した傾向があることを示唆しており、幼少期のストレッサーの長期的な影響の理解にさらに貢献しています。

この研究の結果は、新生児の母体分離後の成体ラットの侵害受容性過敏を調査したGieréらの研究27とも一致しています。彼らの研究は、侵害受容性過敏症の中心的な起源を示唆し、幼少期のストレッサーが痛みの処理メカニズムの永続的な変化を誘発する可能性があるという考えを強化しました。結果の収束は、幼少期の出来事と侵害受容反応との間の複雑な相互作用を強調しており、痛みの感受性の長期的な変化に寄与する中心的なメカニズムを包括的に理解する必要性をさらに強調しています。

幼少期の経験が侵害受容経路に及ぼす影響は、幼少期の痛みの経験に続くラットの体性感覚および内側前頭前皮質の機能的疼痛接続性の変化を調査したChangらの知見によってさらに裏付けられています28。彼らの研究は、幼少期のストレッサーによって引き起こされる疼痛処理メカニズムの長期的な変化を強調し、侵害受容反応の神経相関を理解することの重要性を強調しました。これらの結果を、新生児のピンプリック刺激を受けた早産児における有害刺激に対する感受性の高まりの観察と統合することで、成人の疼痛回路に対する早期の疼痛体験の永続的な影響をより包括的に理解することに貢献します。

さらに、van den Hoogen et al.29 は、新生児期に繰り返し触れたり針刺しを刺激したりすると、成人の脊椎感覚ニューロンのベースラインの機械的感度と損傷後の過敏性が増加することを示しました。今回の知見は、これまでの研究と一致しており、新生児の疼痛体験が侵害受容経路に及ぼす永続的な影響を強調しています。これらの研究は、幼少期の経験が成人の疼痛感受性に対する長期的な影響を認識することの重要性を強調しており、新生児の刺激と侵害受容反応との間の複雑な相互作用の包括的な理解に貢献しています。

早産と新生児期の痛みを伴う刺激への曝露を組み合わせることにより、未熟児が必要とする集中治療の緊急の必要性を考慮して、人間の早産児の早期の経験を厳密に模倣するモデルを開発しました。それにもかかわらず、このモデルの翻訳的関連性、特に早産児のNICU経験との関連では、さらなる解明が必要である。特に、本研究で利用されたものと同様の未熟児モデルを採用した研究は特定されませんでした。しかし、生後1-2日を未熟児の表象として考えると、先行研究では、この臨界期にオスはメスよりも侵害受容刺激に対してより大きな脆弱性を示すことが示されています。この脆弱性は、成人期に適用された侵害受容検査を通じて確認され、この研究の観察結果に部分的な正当性を提供します30

本研究は、妊娠19日で帝王切開で生まれた早産動物を用いて、成人期の侵害受容閾値を評価するための先駆者となった。早産児の痛みを研究するためのこの新しいモデルは、この集団に独自の視点を提供します。このモデルは、フォン・フレイ試験のようなフォン・フレイ試験のような、雌雄の成体動物における侵害受容性試験、および新生児期であろうと成人期であろうと、これらの動物の侵害受容閾値に関与するすべての側面に関して新たな疑問を提起する。

現在の研究は主に新生児のピンプリック刺激が人生の後期の痛みの閾値に与える影響に焦点を当てていますが、この研究を介入と出生後の鎮痛戦略に拡張するための有望な道があります。今後の研究では、早産ラットモデルにおけるさまざまな疼痛管理介入の有効性を評価し、新生児疼痛の長期的な影響を軽減するための潜在的な道筋を探ることができるかもしれない。これには、新しい鎮痛アプローチの調査、必要な介入の期間と強度の評価、およびこれらの介入の有効性に影響を与える根本的なメカニズムの調査が含まれる場合があります。

結論として、この研究で実施された包括的な調査は、新生児のピンプリック刺激、母親の行動、および早産状態が子孫の侵害受容反応に対する複雑な相互作用を分析することを目的としていました。母親の行動の詳細な分析と、早産や養子縁組などの潜在的な交絡因子の排除により、投与された侵害受容刺激に対する母親の行動の回復力が再確認されました。早産児の体重増加は影響を受けず、成人期に観察された侵害受容反応の変化は、母親のケアや子孫の発達よりも、早期のピンプリック刺激に起因する可能性が高いことを示しています。この研究の結果は、新生児の疼痛経験の永続的な結果に関する文献と一致しており、成人期の有害な刺激に対する感受性の高まりを強調しています。さらに、神経処理やグルココルチコイド受容体機能の変化など、潜在的なメカニズム理論の探求は、侵害受容の変化に寄与する根本的な経路への貴重な洞察を提供します。今回紹介した結果と先行研究の結果は、侵害受容経路における幼少期の経験の複雑さを強調しており、新生児の刺激が成人の疼痛回路に及ぼす永続的な影響を明らかにしています。関与する微妙な根底にあるメカニズムを解明するには、さらなる研究が必要ですが、この研究は、成人の子孫の侵害受容反応に対する幼少期のイベントの長期的な影響を明らかにすることを目的とした知識の増加に貢献しています。

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

私たちには開示するものは何もありません。

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

この研究は、アルフェナス連邦大学(UNIFAL-MG)およびブラジル連邦大学(CAPESフェローシップ、Laura Pereira Generoso;ナタリー・ランゲ・カンディドとマリア・ガブリエラ・マジエロ・カペッロ) - ファイナンスコード001。

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
0.9% NaCl溶液Concare, ブラジル
アクリルケージ (42 cm × 24 cm & 15 cm) with wire grid floors InsightEquipamentos, Brazil
Complete Freund's Adjuvant (CFA) Sigma Aldrich, Brazil
Electronic von Frey,InsightEquipamentos, Brazil
H2O2 (過酸化水素)ACS Cientifica, Brazil
赤外線照明Carci, Brazil
Isoflurane (2%)Cristália, Brazil
直立顕微鏡Nikon, BrazilECLIPSE Ei顕微鏡 10倍と40倍の対物レンズ

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Neonatal complete Freund's adjuvant-induced inflammation does not induce or alter hyperalgesic priming or alter adult distributions of C-fibre dorsal horn innervation. Pain Reports. 5 (6), e872(2020).">Cooper, A. H., Hanmer, J. M., Chapman, V., Hathway, G. J. Neonatal complete Freund's adjuvant-induced inflammation does not induce or alter hyperalgesic priming or alter adult distributions of C-fibre dorsal horn innervation. Pain Reports. 5 (6), e872(2020).
  2. Inflammatory neonatal pain disrupts maternal behavior and subsequent fear conditioning in a rodent model. Developmental Psychobiology. 62 (1), 88-98 (2020).">Davis, S. M., Rice, M., Burman, M. A. Inflammatory neonatal pain disrupts maternal behavior and subsequent fear conditioning in a rodent model. Developmental Psychobiology. 62 (1), 88-98 (2020).
  3. Neonatal pain and reduced maternal care alter adult behavior and hypothalamic-pituitary-adrenal axis reactivity in a sex-specific manner. Developmental Psychobiology. 62 (5), 631-643 (2020).">Mooney-Leber, S. M., Brummelte, S. Neonatal pain and reduced maternal care alter adult behavior and hypothalamic-pituitary-adrenal axis reactivity in a sex-specific manner. Developmental Psychobiology. 62 (5), 631-643 (2020).
  4. Experiencing early life maternal separation increases pain sensitivity in adult offspring. International Journal of Developmental Neuroscience. 62, 8-14 (2017).">Vilela, F. C., Vieira, J. S., Giusti-Paiva, A., Silva, M. L. D. Experiencing early life maternal separation increases pain sensitivity in adult offspring. International Journal of Developmental Neuroscience. 62, 8-14 (2017).
  5. Repeated neonatal needle-prick stimulation increases inflammatory mechanical hypersensitivity in adult rats. International Journal of Developmental Neuroscience. 78, 191-197 (2019).">de Carvalho, R. C., et al. Repeated neonatal needle-prick stimulation increases inflammatory mechanical hypersensitivity in adult rats. International Journal of Developmental Neuroscience. 78, 191-197 (2019).
  6. Epidemiology and treatment of painful procedures in neonates in intensive care units. JAMA. 300 (1), 60-70 (2008).">Carbajal, R., et al. Epidemiology and treatment of painful procedures in neonates in intensive care units. JAMA. 300 (1), 60-70 (2008).
  7. The impact of cumulative pain/stress on neurobehavioral development of preterm infants in the NICU. Early Human Development. 108, 9-16 (2017).">Cong, X., et al. The impact of cumulative pain/stress on neurobehavioral development of preterm infants in the NICU. Early Human Development. 108, 9-16 (2017).
  8. Noise levels of neonatal high-flow nasal cannula devices - An in-vitro study. Neonatology. 103 (4), 264-267 (2013).">König, K., Stock, E. L., Jarvis, M. Noise levels of neonatal high-flow nasal cannula devices - An in-vitro study. Neonatology. 103 (4), 264-267 (2013).
  9. Measuring preterm cumulative stressors within the NICU: the Neonatal Infant Stressor Scale. Early Human Development. 85 (9), 549-555 (2009).">Newnham, C. A., Inder, T. E., Milgrom, J. Measuring preterm cumulative stressors within the NICU: the Neonatal Infant Stressor Scale. Early Human Development. 85 (9), 549-555 (2009).
  10. Development, evaluation and adaptation of a critical realism informed theory of procedural pain management in preterm infants: The PAIN-Neo theory. Journal of Advanced Nursing. 79 (6), 2155-2166 (2023).">De Clifford-Faugère, G., Aita, M., Arbour, C., Colson, S. Development, evaluation and adaptation of a critical realism informed theory of procedural pain management in preterm infants: The PAIN-Neo theory. Journal of Advanced Nursing. 79 (6), 2155-2166 (2023).
  11. Nitric oxide production in the striatum and cerebellum of a rat model of preterm global perinatal asphyxia. Neurotoxicity Research. 31 (3), 400-409 (2017).">Barkhuizen, M., et al. Nitric oxide production in the striatum and cerebellum of a rat model of preterm global perinatal asphyxia. Neurotoxicity Research. 31 (3), 400-409 (2017).
  12. Effect of prenatal steroidal inhibition of sPLA2 in a rat model of preterm lung. Pulmonary Pharmacology & Therapeutics. 36, 31-36 (2016).">Remesal, A., et al. Effect of prenatal steroidal inhibition of sPLA2 in a rat model of preterm lung. Pulmonary Pharmacology & Therapeutics. 36, 31-36 (2016).
  13. Peroxisome proliferator-activated receptor-γ agonist pioglitazone reduces the development of necrotizing enterocolitis in a neonatal preterm rat model. Pediatric Research. 81 (2), 364-368 (2017).">Corsini, I., et al. Peroxisome proliferator-activated receptor-γ agonist pioglitazone reduces the development of necrotizing enterocolitis in a neonatal preterm rat model. Pediatric Research. 81 (2), 364-368 (2017).
  14. A preterm rat model for immunonutritional studies. Nutrients. 11 (5), 999(2019).">Grases-Pintó, B., et al. A preterm rat model for immunonutritional studies. Nutrients. 11 (5), 999(2019).
  15. Determination of the estrous cycle phases of rats: some helpful considerations. Brazilian Journal of Biology. 62 (4), 609-614 (2002).">Marcondes, F. K., Bianchi, F. J., Tanno, A. P. Determination of the estrous cycle phases of rats: some helpful considerations. Brazilian Journal of Biology. 62 (4), 609-614 (2002).
  16. Establishment of the patent ductus arteriosus model in preterm rats. Chinese Journal of Contemporary Pediatrics. 18, 372-375 (2016).">Zhu, M. -R., Liu, H. -Y., Liu, P. -P., Wu, H. Establishment of the patent ductus arteriosus model in preterm rats. Chinese Journal of Contemporary Pediatrics. 18, 372-375 (2016).
  17. Growth hormone treatment after cesarean delivery in rats increases the strength of the uterine scar. American Journal of Obstetrics and Gynecology. 185 (3), 614-617 (2001).">Bowers, D., McKenzie, D., Dutta, D., Wheeless, C. R., Cohen, W. R. Growth hormone treatment after cesarean delivery in rats increases the strength of the uterine scar. American Journal of Obstetrics and Gynecology. 185 (3), 614-617 (2001).
  18. Whey peptides improve wound healing following caesarean section in rats. The British Journal of Nutrition. 104 (11), 1621-1627 (2010).">Wang, J., et al. Whey peptides improve wound healing following caesarean section in rats. The British Journal of Nutrition. 104 (11), 1621-1627 (2010).
  19. Magnetic resonance imaging of pulmonary damage in the term and premature rat neonate exposed to hyperoxia. Pediatric Research. 50 (4), 502-507 (2001).">Appleby, C. J., Towner, R. A. Magnetic resonance imaging of pulmonary damage in the term and premature rat neonate exposed to hyperoxia. Pediatric Research. 50 (4), 502-507 (2001).
  20. Long-term behavioral effects of repetitive pain in neonatal rat pups. Physiology & Behavior. 66 (4), 627-637 (1999).">Anand, K. J., Coskun, V., Thrivikraman, K. V., Nemeroff, C. B., Plotsky, P. M. Long-term behavioral effects of repetitive pain in neonatal rat pups. Physiology & Behavior. 66 (4), 627-637 (1999).
  21. Extra-territorial pain in rats with a peripheral mononeuropathy: mechano-hyperalgesia and mechano-allodynia in the territory of an uninjured nerve. Pain. 57 (3), 375-382 (1994).">Tal, M., Bennett, G. J. Extra-territorial pain in rats with a peripheral mononeuropathy: mechano-hyperalgesia and mechano-allodynia in the territory of an uninjured nerve. Pain. 57 (3), 375-382 (1994).
  22. Neonatal repetitive pain in rats leads to impaired spatial learning and dysregulated hypothalamic-pituitary-adrenal axis function in later life. Scientific Reports. 6 (1), 39159(2016).">Chen, M., et al. Neonatal repetitive pain in rats leads to impaired spatial learning and dysregulated hypothalamic-pituitary-adrenal axis function in later life. Scientific Reports. 6 (1), 39159(2016).
  23. Continuous central infusion of cannabinoid receptor agonist WIN 55,212-2 decreases maternal care in lactating rats: consequences for fear conditioning in adulthood males. Behavioural Brain Research. 257, 31-38 (2013).">Costa, H. H., Vilela, F. C., Giusti-Paiva, A. Continuous central infusion of cannabinoid receptor agonist WIN 55,212-2 decreases maternal care in lactating rats: consequences for fear conditioning in adulthood males. Behavioural Brain Research. 257, 31-38 (2013).
  24. The CB1 cannabinoid receptor mediates glucocorticoid-induced effects on behavioural and neuronal responses during lactation. Pflugers Archiv: European Journal of Physiology. 465 (8), 1197-1207 (2013).">Vilela, F. C., Ruginsk, S. G., de Melo, C. M., Giusti-Paiva, A. The CB1 cannabinoid receptor mediates glucocorticoid-induced effects on behavioural and neuronal responses during lactation. Pflugers Archiv: European Journal of Physiology. 465 (8), 1197-1207 (2013).
  25. Models of inflammation: Carrageenan- or complete Freund's Adjuvant (CFA)-induced edema and hypersensitivity in the rat. Current Protocols in Pharmacology. , Chapter 5, Unit 5.4 (2012).">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. Current Protocols in Pharmacology. , Chapter 5, Unit 5.4 (2012).
  26. Effects of repetitive pinprick stimulation on preterm offspring: Alterations in nociceptive responses and inflammatory hypersensitivity in adulthood. Behavioural Brain Research. 454, 114633(2023).">de Carvalho, R. C., et al. Effects of repetitive pinprick stimulation on preterm offspring: Alterations in nociceptive responses and inflammatory hypersensitivity in adulthood. Behavioural Brain Research. 454, 114633(2023).
  27. Towards a central origin of nociceptive hypersensitivity in adult rats after a neonatal maternal separation. The European Journal of Neuroscience. 58 (10), 4155-4165 (2023).">Gieré, C., et al. Towards a central origin of nociceptive hypersensitivity in adult rats after a neonatal maternal separation. The European Journal of Neuroscience. 58 (10), 4155-4165 (2023).
  28. Early life pain experience changes adult functional pain connectivity in the rat somatosensory and the medial prefrontal cortex. The Journal of Neuroscience. 42 (44), 8284-8296 (2022).">Chang, P., Fabrizi, L., Fitzgerald, M. Early life pain experience changes adult functional pain connectivity in the rat somatosensory and the medial prefrontal cortex. The Journal of Neuroscience. 42 (44), 8284-8296 (2022).
  29. Repeated touch and needle-prick stimulation in the neonatal period increases the baseline mechanical sensitivity and postinjury hypersensitivity of adult spinal sensory neurons. Pain. 159 (6), 1166-1175 (2018).">vanden Hoogen, N. J., et al. Repeated touch and needle-prick stimulation in the neonatal period increases the baseline mechanical sensitivity and postinjury hypersensitivity of adult spinal sensory neurons. Pain. 159 (6), 1166-1175 (2018).
  30. Long-term effects of neonatal pain and stress on reactivity of the nociceptive system. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 161 (6), 755-758 (2016).">Butkevich, I. P., Mikhailenko, V. A. Long-term effects of neonatal pain and stress on reactivity of the nociceptive system. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 161 (6), 755-758 (2016).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Preterm Rat ModelPain SensitivityNeonatal PainPinprick StimulationMechanical HypersensitivityInflammatory HypersensitivityMaternal BehaviorGlucocorticoid ReceptorsHysterectomy ProcedureFoster Adoption

Related Articles