ラットの坐骨神経と疼痛過敏テストの慢性的なくびれ
March 13th, 2012
手術のシンプルかつ堅牢な行動の結果により、坐骨神経の慢性収縮は、神経因性疼痛の卓越した動物モデルの一つです。手術後24時間以内に、疼痛過敏症は、von Freyの角膜知覚計（機械試験）と足鎮痛メーター（温度試験）を使用して確立されており、定量的に測定することができます。
この手順の全体的な目標は、慢性的な狭窄、坐骨神経の損傷、一般的に使用される神経因性疼痛のげっ歯類モデルを実行し、結果として生じる痛みの行動を定量的に測定することです。これは、最初に、大腿部中央部の露出した坐骨神経の周囲に4つのクロミック腸結紮糸を配置して、坐骨神経に狭窄損傷を作り出すことによって達成されます。次に、von fray anthes を使用して機械的刺激に対する足の離脱閾値を定量的に測定し、足底鎮痛計を使用して熱刺激に対する足の離脱潜時を定量的に測定することにより、目的の時点での後足の痛みの行動を監視します。
最終的には、機械的および熱的疼痛の存在を示す結果を得ることができます、 損傷した後足の過敏症 機械的刺激と熱刺激の両方に対する誘発された離脱反応の測定を通じて。beneとZによって最初に開発された末梢神経損傷のこの方法は、神経因性疼痛が発生する末梢および中枢のメカニズムは何かなど、慢性疼痛の分野における重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の意味は、このモデルが疼痛過敏症を軽減するための新しい戦略を検討するための基礎を提供するため、神経障害性疼痛の治療にまで及びます。
一般的に、この方法に不慣れな人は、静止神経の周りにシミック腸縫合糸を配置し、十分な神経損傷を引き起こすのに十分な、しかし過度ではない適切な緊張感を持つことが特に難しいため、苦労するでしょう。この手順を開始するには、手術用作業面を70%エタノールで消毒し、以前にオートクレーブ滅菌された滅菌器具のガーゼステープルと綿棒を準備します。次に、5%ISOフッ素を使用して誘導チャンバーでラットに麻酔をかけます。
手術中にカスタムメイドのフェイスマスクを介して2%ISOフッ素をそれに供給します。その後、ラットの左後肢を剃り、次に動物を摂氏37度の温度調節された加熱マットの上に置きます。目に潤滑性眼科用軟膏を塗布します。.
次に、クロミック腸縫合糸を約3センチメートルの小片に切断して準備し、滅菌生理食塩水に浸します。次に、剃った部分をアルコールとヨウ素溶液の3つの交互の塗布で滅菌します。動物を胸部に寝かせた状態で、左後ろ足を持ち上げ、足のマスキングテープを使用して大腿骨を背骨に対して90度保持します。
次に、大腿骨の約3〜4ミリメートル下の皮膚を切開します。結合組織を切断することにより、切開部を囲む筋肉から皮膚を分離します。鈍いハサミを使用して、表大臀筋と上腕二頭筋の間の結合組織を切り取ります。
次に、リトラクターを使用して2つの筋肉の間のギャップを広げ、坐骨神経をはっきりと視覚化できるようにし、鉗子とマイクロハサミを使用して、坐骨神経の約10ミリメートルを周囲の結合組織から穏やかに解放します。各結紮糸の坐骨神経の三分化に近位にある最初の結紮糸を結びます。1つの緩いループから始めます。
次に、ループの近くで両端をつかみ、ループがかろうじてぴったりとフィットし、結紮糸が神経に沿って滑らなくなるまで引っ張ります。次に、ループを適切な位置に保持し、最初のループの上に2番目のループを配置して結び目を完成させます。次に、結紮糸の緩い端を丸い1ミリメートルの神経の狭窄に切断することは最小限であるべきです。
残りの3つの結紮糸についても、追加の結紮糸をそれぞれ前の結紮糸よりも1mm近位に結ぶことで、手順を繰り返します。また、手術終了時の収縮を最小限に抑えながら、縫合糸で筋肉層を閉じ、ステープルで皮膚を固定します。次に、ヨウ素溶液を使用して傷口を滅菌します。
麻酔回復期間中は動物をよく観察し、平らな紙の寝具を備えた別のケージで回復させます。実験を始める前に。数日間毎日動物を扱います。
次に、行動テストの前に、囲いの中でラットを慣れさせます。試験環境は静かに保ち、一定の温度と湿度レベルで適切に制御し、各試験セッションは一日のうちの同様の時間に実施する必要があります。テスト当日の機械的離脱閾値を研究するには、実験の15〜30分前に、動的足底炎を使用してラットを高架メッシュフロアテストケージに入れ、タッチ刺激装置ユニットをフィラメントを後足の中央プランター表面の真下に置き、スタートキーを押します。
これにより、フィラメントが持ち上げられ、後足のプランター表面が力を増して機械的に刺激されます。次に、負傷した後足と負傷していない後足の両方からの機械的離脱閾値を記録します。このデバイスは、引き出し反応時に供給された最大値を自動的に記録し、表示します。
刺激テストと損傷していない後足の間に約5分の間隔で機械的刺激を3回繰り返し、相殺された順序で、次に足の離脱閾値の平均を計算します。試験当日の熱回収潜時を調べるには、ラットをガラスの床に置きます。実験の15〜30分前にサーマルプランター鎮痛器具を使用してケージをテストし、赤外線源を後足の中央プランター表面の真下に置き、スタートキーを押します。
これにより、後足のプランター表面が透明なガラス表面を通じて輻射熱線にさらされます。次に、負傷した後足と負傷していない後足の両方からの離脱遅延を記録します。このデバイスは、熱刺激の開始から熱源からの足の撤退までにかかる時間を自動的に記録します。
刺激テストの間に約5分の間隔で、熱刺激を少なくとも3回繰り返し、負傷した後足と負傷していない後足を釣り合わせた順序でテストし、次に足の離脱の平均を計算しますここでの待ち時間は、坐骨神経の慢性収縮の前と最大12日後のWistarラットの負傷した足と負傷していない足の両方の機械的離脱閾値を示しています。損傷した同側の後足では、損傷していない反対側の後足と比較して、機械的刺激に対する足の離脱閾値が大幅に減少しています。ここに示されているのは、坐骨神経の慢性収縮前と12日後までの、負傷した足と負傷していない足の両方の熱離脱潜時です。
同様に、熱離脱潜伏時間は、負傷していない反対側の後足と比較して、負傷した同側の後足で大幅に減少します。一度習得すると、CCI手術は動物あたりわずか20分で適切に行うことができ、後足の長期的な痛みの過敏症をもたらします。この手順を試みるときは、浮腫後の結紮糸の下の自己絞扼であるため、結紮糸を緩く結ぶことを覚えておくことが重要です。
末梢神経損傷のこの技術は、神経障害性疼痛の分野の研究者が神経損傷による慢性疼痛の根底にあるメカニズムを探求するための疼痛過敏性P波のテストと組み合わされています。
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概要
この記事では、神経障害性痛の研究に広く使用されるげっ歯類モデルである坐骨神経の慢性締結傷害について詳述しています。この手順により、機械的および熱的刺激に対する痛み行動の定量的測定が可能になります。
主要な研究構成要素
科学分野
- 神経科学
- 行動分析
- 慢性痛研究
背景
- 坐骨神経の慢性締結は、神経障害性痛の顕著なモデルです。
- このモデルは、手術後24時間以内に痛みの過敏性の確立によって特徴付けられます。
- 測定技術には、von Freyおよび足底鎮痛テストが含まれます。
- このモデルは神経障害性痛のメカニズムを理解するのに役立ちます。
研究の目的
- げっ歯類の坐骨神経に対する慢性締結傷害を実行すること。
- 傷害から生じる痛み行動を定量的に評価すること。
- 神経障害性痛の末梢および中枢メカニズムを探索すること。
使用された方法
- 坐骨神経の周囲に4本のクロミックガット縛り付け。
- 指定された時間点での後肢の痛み行動のモニタリング。
- von Frey知覚計を使用した機械的刺激に対する足引きしきい値の測定。
- 足底鎮痛計を使用した熱的刺激に対する足引き潜時測定。
主な結果
- 傷害を受けた後肢における機械的および熱的痛みの過敏性の確立。
- 刺激に対する誘発された引きひき反応を示す定量的データ。
- 神経障害性痛のメカニズムに関する洞察。
- 痛み管理のための新しい治療戦略を探索する基盤。
結論
- 慢性締結傷害モデルは神経障害性痛の研究に効果的です。
- 結果は痛みの過敏性を減少させる潜在的な治療アプローチに情報を提供できます。
- このモデルは慢性痛メカニズムのさらなる研究の基盤を提供します。
よくある質問
Executive Industry Relevance
The chronic constriction injury (CCI) model enables mechanistic de-risking of neuropathic pain targets by establishing reproducible pain hypersensitivity phenotypes. Quantitative measurement of mechanical and thermal withdrawal thresholds provides predictive confidence for target validation in analgesic discovery. This disease-relevant system supports translational biomarker alignment and preclinical model continuity for go/no-go decisions in pain therapeutics pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates therapeutic hypotheses by establishing causal links between sciatic nerve injury and pain hypersensitivity phenotypes.
- Operational Value: Enables biological de-risking through standardized induction of neuropathic pain states in rodents.
- Predictive Value: Supports portfolio triage by quantifying target engagement via reversal of hypersensitivity in injured versus uninjured paws.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Prepares validated biological systems for compound evaluation using von Frey and plantar analgesia metrics.
- Quantitative Outputs: Delivers reproducible withdrawal threshold and latency measurements for dose-response characterization.
- Screening Scalability: Facilitates platform reuse through counterbalanced testing of injured and uninjured hind paws across time points.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Models peripheral neuropathic pain mechanisms aligned with human chronic pain symptomatology.
- Translational Continuity: Connects discovery-phase target validation to preclinical efficacy testing via hypersensitivity endpoints.
- Risk-Adjusted Advancement: Informs go/no-go decisions by demonstrating target-mediated attenuation of mechanical and thermal pain responses.
Pipeline & Workflow Integration
The CCI model integrates into the discovery continuum from target hypothesis testing through lead identification to preclinical validation, enabling iterative refinement of analgesic candidates based on pain phenotype modulation.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing by linking peripheral nerve injury to quantifiable hypersensitivity phenotypes.
- Screening: Ensures assay readiness through standardized mechanical and thermal stimulus application protocols.
- Analytics: Provides withdrawal threshold and latency readouts that enable inter-group comparison and effect size calculation.
- Translational Research: Connects mechanism elucidation to preclinical validation through consistent pain hypersensitivity metrics.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable platform for evaluating multiple analgesic targets across discovery campaigns.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Delivers predictive confidence in target validation by reducing mechanistic ambiguity in neuropathic pain pathways.
- Operational Value: Ensures standardization and reproducibility through defined ligation parameters and blinded testing procedures.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by enabling early de-risking of targets unlikely to modulate hypersensitivity.
- Portfolio Impact: Facilitates risk-adjusted prioritization by quantifying target effects on established pain phenotypes.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent microsurgery and behavioral neuroscience for consistent nerve ligation and habituation.
- Dependent on calibrated von Frey aesthesiometers and plantar analgesia meters for accurate threshold and latency measurements.
- Necessitates cross-team standardization of surgery timing, testing environment controls, and counterbalanced paw assessment.
- Involves adaptation considerations when translating rat CCI protocols to other species or pain models.
- Includes practical limitations such as variability in ligation tightness affecting injury severity and hypersensitivity magnitude.
