Name: マウスの疼痛行動を測定するための機械的衝突回避アッセイ (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-02-18T14:15:00.000+00:00
Duration: 6 min 57 s
Description: 学ぶ機械的衝突回避アッセイによるマウスの疼痛行動測定法。この手法は動機づけ状態を評価し、前臨床研究の翻訳を促進します。疼痛モデルにおける効果的な疼痛評価に適用可能です。

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GMはNDSEG大学院フェローシップによって支えられています。VLTは、NIH NIGMS助成金#GM137906とリタ・アレン財団の支援を受けています。AJSは、国防総省の助成金W81XWH-20-1-0277、W81XWH-21-1-0197、およびリタアレン財団によってサポートされています。ワシントン大学医学部のAlexxai Kravitz博士が、チャンバー2階とプローブプレート用の3Dプリンタファイルを自由に設計し、利用できるようにしてくれたことに感謝しています。

マウスの使用およびそれに続く手順を含むすべての実験は、MDアンダーソンがんセンターおよびスタンフォード大学の施設動物ケアおよび使用委員会によって、国立衛生研究所の実験動物のケアおよび使用のためのガイドに厳密に従って承認された。
1. MCAの建設
<ol><li>側壁、床、天井に使用される不透明な白色の厚さ3mmのアクリルから、125mm x 125 mm x 125 mm(幅 x 奥行き x 高さ)のチャンバ1を構築します。正面向きの壁には厚さ3mmの透明なアクリルを使用してください。専用のアクリル接着剤を使用して、すべての側面を事前にしっかりと接着してください。 警告: アクリル系粘着剤は危険物(可燃性、蒸気に有害、飲み込むと有害、皮膚や目を刺激する恐れがあります)と見なされます。このような接着剤は、製造業者の指示に従ってのみ使用してください(すなわち、換気の良い場所に適切なPPEとともに)。</li>
	<li>チャンバ1の蓋をヒンジで取り付け、マウスをチャンバ内に容易に配置してチャンバから取り出せるようにする。自己粘着性の発光ダイオード(LED)テープを蓋の内面に取り付けて、〜4800ルクスの照明を提供します。</li>
	<li>チャンバ1をMCAの残りの部分から閉じ、不透明なアクリルシートを所定の位置に出し入れすることによって閉じる。</li>
	<li>MCA試験チャンバー2を、全面に半透明の濃い赤色アクリル(厚さ3mm)で製造された長さ270mmの無点灯チャンバーとして構築し、上部にヒンジ付き蓋を付けます。チャンバー 2 の床に 13 x 31 グリッドの 2 mm の穴を配置し、直径 0.5 mm の先端 (例えば、鈍いマップピン) を持つ一連の鈍いプローブを突出させます。 メモ: 120 グリットのサンドペーパーブロックなどを使用した鈍いピン。胞子虫駆除剤で消毒する前に、洗剤で温水できれいにしてください。</li>
	<li>プローブベースプレートの下にアクリルシートを追加して、プローブの高さを調整します(図1)。このアプローチを使用して、プローブの高さが 0 mm、2 mm、および 5 mm の 3 つの設定でデバイスを構成します。</li>
	<li>鈍いマップピンまたは同様の材料の代わりに、3Dプリンタファイルを使用してチャンバ2の床とプローブプレートを印刷します( 補足ファイル1:機械プローブを参照するSpikeBed-MCA.stl、およびチャンバ2の床を形成する 補足ファイル2:MCA_baseplate.stlを参照)。 メモ:3D印刷が利用できない場合は、デバイスの壁を構築するのに使用したのと同じアクリル接着剤を使用して、マップピンをアクリルシートに接着します。</li>
	<li>ナイロン12プラスチックなど、洗濯可能で生体適合性のある材料で印刷します(推奨)。</li>
	<li>チャンバー3を次の寸法で構築します:125 mm x 125 mm x 125 mmを、照明のない半透明の濃い赤色のアクリルボックス(すべての側面)として、チャンバー1の反対側に配置します。チャンバ1および2と同様に、チャンバ上にヒンジ付き蓋を置く。このチャンバは、チャンバ2内の機械的プローブからの暗くなった脱出領域として機能する。</li>
</ol>2. マウスMCAの馴化とテスト
<ol><li>動物における行動結果を含むすべての実験と同様に、潜在的なバイアスを最小限に抑えるために、適切な無作為化と盲検化を全体を通して観察する。 注:代表的な結果は、8〜12週齢の雄および雌のC57BL/6Jマウス(ジャクソン研究所株数000664)を用いて生成した。マウスは、ケージあたり最大5匹まで社会的に飼育され、食物と水は 自由摂取 で、07:00時間から19:00時間の光サイクルで飼育された。MCAは光期に09:00 hから12:00 hの間に起こった。</li>
	<li>ベースラインテストがスケジュールされる1日前に、マウスをMCAユニットに5分(最小)から15分(最大)ケージメイトと一緒に順応させ、デバイス全体の社会的探査を容易にします。</li>
	<li>プロセス全体を通して、チャンバ1内のLEDがオフになっていること、チャンバ1とチャンバ2の間のバリアが開いたままになっていること、およびプローブがゼロの高さに設定されている(すなわち、チャンバ2の床から突出していない)ことを確認します。</li>
	<li>試験に陰性対照動物(すなわち、偽手術、または車両注射対照)が組み込まれている場合は、マウスのベースライン試験(オプション)を実行する。必要に応じて、ベースライン検定を使用して、チャンバ2に決して交差しない怪我をしていない外れ値を排除しますが、これは必要であるとは証明されていません。使用する場合は、除外のすべての基準と除外されたマウスの数を報告します。<ol>
<li>テストを開始する前に、MCA デバイス全体を横向きに表示できる 1080p 映像を三脚に録画できるビデオ カメラをセットアップします。MCA が記録した画像に収まるように視野を調整します。</li>
		<li>録画が開始されたら、カメラの視野にハンドヘルドドライイレースボードを持ち、動物のテスト実行に関する識別情報(マウスID、プローブの高さ、日付、時点など)でビデオの開始にラベルを付けます。</li>
		<li>最初の実行では、プローブの高さをゼロに設定します。試験対象のマウスを自宅のケージからバリアドアを所定の位置に取り付けた状態でチャンバー1に移します。録画したフッテージに表示されるタイマーを開始します。 メモ: タイマーは、テストのさまざまな部分間の間隔が実行間で一貫していることを保証します。</li>
		<li>10秒後、チャンバー1のLEDをオンにする。マウスが点灯したチャンバーに 20 秒間入った後、チャンバー 1 と 2 の間のバリアを取り外します。</li>
		<li>動物を2分間観察する。テストの進行中にストップウォッチで待ち時間や滞留時間を測定します。または、テストが完了したら、ビデオ映像を分析することもできます。 注:スループットと嫌悪刺激への長時間の暴露を避けるという理由から、カットオフは2分に設定されました。</li>
		<li>特定されたいくつかの有用な結果のうちの1つ以上を測定します(下記参照)。図1)。特定の実験設定で行動のどの側面が異なるかを確認するために、テストを開始するときに5つの結果測定をすべて分析することをお勧めします。<ol>
<li>オプション I: チャンバー 2 への最初のエントリまでの待機時間を記録します。オプションII:チャンバー2を横断する半分以上を横切るレイテンシを記録します。オプションIII:チャンバー2の合計滞留時間を記録します。オプション IV: チャンバー 3 に到達するまでの待機時間を記録します (エスケープ)。オプションV:オプションIIと同様に、各チャンバーの合計滞留時間を2分以内に記録し、比率に変換します。 注:すべての実験はユニークであり、疾患モデルに固有の生物学的要因や行動変化の影響を受ける可能性があるため、研究者はこれらの尺度やその他の尺度を自分の手で実験することができます。</li>
		</ol>
</li>
		<li>テストが完了したら、マウスをホームケージに戻し、MCAチャンバーを70%エタノールで洗浄し、完全に乾燥させます。 注:糞便ボリは、通常、エタノール/消毒剤の前にペーパータオルでチャンバーから比較的簡単に洗浄することができます。より徹底的な洗浄が必要になった場合は、チャンバー2と3を分解して、温かい石鹸水に浸すことができます。</li>
		<li>プローブの高さをゼロに設定したコホート内のすべてのマウスを実行した後、機械式プローブベースプレートの下にアクリルの3mmシートを挿入し、プローブの高さを2mmにしてステップ2.4.2~2.4.7を繰り返します。</li>
		<li>プローブの高さを2mmに設定してすべてのマウスを実行した後、プローブベースプレートの下に2枚目の3mmのアクリルシートを挿入し、プローブの高さ5mmで手順2.4.2~2.4.7を繰り返します。 注:このアプローチを使用して、8匹のマウスのグループを約2時間で試験することができます。より正確な薬物後のタイミングが必要な場合(例えば、薬物時間経過実験の場合)には、より小さなグループサイズを使用する。</li>
		<li>テストセッションの最後に消毒剤で最終洗浄を行います。</li>
	</ol></li>
	<li>疼痛過敏症を誘発した後および/または薬物治療で検査を繰り返す。</li>
	<li>ベースライン時の各マウスのパフォーマンスを、痛みが誘発された後のパフォーマンスと比較します。ビヒクル処理動物と薬物処理動物を同時に比較することにより、薬理学的介入の影響を評価する。</li>
	<li>動物が所望の結果測定値を満たさずに2分間のカットオフに達した場合、ノンパラメトリック統計分析(例えば、Mann Whitney U検定)を実行し、その結果、非連続データが得られる。</li>
</ol>

<ol><li>Hargreaves, K., Dubner, R., Brown, F., Flores, C., Joris, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+and+sensitive+method+for+measuring+thermal+nociception+in+cutaneous+hyperalgesia%5BTitle%5D)+AND+%22Pain%22%5BJournal%5D)">A new and sensitive method for measuring thermal nociception in cutaneous hyperalgesia.</a> Pain. 32 (1), 77-88 (1988).</li>
<li>Chaplan, S. R., Bach, F. W., Pogrel, J. W., Chung, J. M., Yaksh, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+assessment+of+tactile+allodynia+in+the+rat+paw%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Quantitative assessment of tactile allodynia in the rat paw.</a> Journal of Neuroscience Methods. 53 (1), 55-63 (1994).</li>
<li>Sheahan, T. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inflammation+and+nerve+injury+minimally+affect+mouse+voluntary+behaviors+proposed+as+indicators+of+pain%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+Pain%22%5BJournal%5D)">Inflammation and nerve injury minimally affect mouse voluntary behaviors proposed as indicators of pain.</a> Neurobiology of Pain. 2, 1-12 (2017).</li>
<li>Wodarski, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cross-centre+replication+of+suppressed+burrowing+behaviour+as+an+ethologically+relevant+pain+outcome+measure+in+the+rat%3A+a+prospective+multicentre+study%5BTitle%5D)+AND+%22Pain%22%5BJournal%5D)">Cross-centre replication of suppressed burrowing behaviour as an ethologically relevant pain outcome measure in the rat: a prospective multicentre study.</a> Pain. 157 (10), 2350-2365 (2016).</li>
<li>King, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unmasking+the+tonic-aversive+state+in+neuropathic+pain%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Unmasking the tonic-aversive state in neuropathic pain.</a> Nature Neuroscience. 12 (11), 1364-1366 (2009).</li>
<li>Harte, S. E., Meyers, J. B., Donahue, R. R., Taylor, B. K., Morrow, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+Conflict+System%3A+A+Novel+Operant+Method+for+the+Assessment+of+Nociceptive+Behavior%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Mechanical Conflict System: A Novel Operant Method for the Assessment of Nociceptive Behavior.</a> PLoS One. 11 (2), 0150164(2016).</li>
<li>Pahng, A. R., Edwards, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+Pain+Avoidance-Like+Behavior+in+Drug-Dependent+Rats%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Protocols+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Measuring Pain Avoidance-Like Behavior in Drug-Dependent Rats.</a> Current Protocols in Neuroscience. 85 (1), 53(2018).</li>
<li>Odem, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sham+surgeries+for+central+and+peripheral+neural+injuries+persistently+enhance+pain-avoidance+behavior+as+revealed+by+an+operant+conflict+test%5BTitle%5D)+AND+%22Pain%22%5BJournal%5D)">Sham surgeries for central and peripheral neural injuries persistently enhance pain-avoidance behavior as revealed by an operant conflict test.</a> Pain. 160 (11), 2440-2455 (2019).</li>
<li>LaBuda, C. J., Fuchs, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+behavioral+test+paradigm+to+measure+the+aversive+quality+of+inflammatory+and+neuropathic+pain+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Neurology%22%5BJournal%5D)">A behavioral test paradigm to measure the aversive quality of inflammatory and neuropathic pain in rats.</a> Experimental Neurology. 163 (2), 490-494 (2000).</li>
<li>LaBuda, C. J., Fuchs, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphine+and+gabapentin+decrease+mechanical+hyperalgesia+and+escape%2Favoidance+behavior+in+a+rat+model+of+neuropathic+pain%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+Letters%22%5BJournal%5D)">Morphine and gabapentin decrease mechanical hyperalgesia and escape/avoidance behavior in a rat model of neuropathic pain.</a> Neuroscience Letters. 290 (2), 137-140 (2000).</li>
<li>Vichaya, E. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motivational+changes+that+develop+in+a+mouse+model+of+inflammation-induced+depression+are+independent+of+indoleamine+2%2C3+dioxygenase%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychopharmacology%22%5BJournal%5D)">Motivational changes that develop in a mouse model of inflammation-induced depression are independent of indoleamine 2,3 dioxygenase.</a> Neuropsychopharmacology. 44 (2), 364-371 (2019).</li>
<li>Hascoët, M., Bourin, M., Nic Dhonnchadha, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+mouse+light-dark+paradigm%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Neuropsychopharmacology+%26+Biological+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">The mouse light-dark paradigm: a review.</a> Progress in Neuropsychopharmacology & Biological Psychiatry. 25 (1), 141-166 (2001).</li>
<li>Shepherd, A. J., Mohapatra, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pharmacological+validation+of+voluntary+gait+and+mechanical+sensitivity+assays+associated+with+inflammatory+and+neuropathic+pain+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropharmacology%22%5BJournal%5D)">Pharmacological validation of voluntary gait and mechanical sensitivity assays associated with inflammatory and neuropathic pain in mice.</a> Neuropharmacology. 130, 18-29 (2018).</li>
<li>Huck, N. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+Contribution+of+Myeloid-Lineage+TLR4+to+the+Transition+to+Chronic+Pain%3A+A+Focus+on+Sex+Differences%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Temporal Contribution of Myeloid-Lineage TLR4 to the Transition to Chronic Pain: A Focus on Sex Differences.</a> Journal of Neuroscience. 41 (19), 4349-4365 (2021).</li>
<li>Pitzer, C., La Porta, C., Treede, R. D., Tappe-Theodor, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inflammatory+and+neuropathic+pain+conditions+do+not+primarily+evoke+anxiety-like+behaviours+in+C57BL%2F6+mice%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Pain%22%5BJournal%5D)">Inflammatory and neuropathic pain conditions do not primarily evoke anxiety-like behaviours in C57BL/6 mice.</a> European Journal of Pain. 23 (2), 285-306 (2019).</li>
<li>Sieberg, C. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuropathic+pain+drives+anxiety+behavior+in+mice%2C+results+consistent+with+anxiety+levels+in+diabetic+neuropathy+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Pain+Reports%22%5BJournal%5D)">Neuropathic pain drives anxiety behavior in mice, results consistent with anxiety levels in diabetic neuropathy patients.</a> Pain Reports. 3 (3), 651(2018).</li>
<li>Meuwissen, K. P. V., van Beek, M., Joosten, E. A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Burst+and+Tonic+Spinal+Cord+Stimulation+in+the+Mechanical+Conflict-Avoidance+System%3A+Cognitive-Motivational+Aspects%5BTitle%5D)+AND+%22Neuromodulation%22%5BJournal%5D)">Burst and Tonic Spinal Cord Stimulation in the Mechanical Conflict-Avoidance System: Cognitive-Motivational Aspects.</a> Neuromodulation. 23 (5), 605-612 (2020).</li>
</ol>

著者らは、開示すべき関連する利益相反を有していない。

すべての行動テストと同様に、動物の治療に対する適切な取り扱い、無作為化、および盲検化は、全体を通して不可欠です。複雑な行動や意思決定への多因子インプットを考えると、苦痛を最小限に抑えながら、動物をできるだけ一貫して扱い、慣れさせ、テストすることが不可欠です。また、チャンバー1にマウスを配置し、LEDライトをオンにし、バリアを取り除くタイミングを再現するには、ここでの違いがその後の動作に影響を与える可能性があるため、注意が必要です。 
図1Aに示されている異なる結果尺度は相互に関連していることに留意すべきである。例えば、チャンバ2に入るマウスは、通常、チャンバ2の中間点を横切ってから、チャンバ3への脱出をほぼ常に完了する。これは、結果尺度I、II、およびIVが相互に関連していることを意味します。アウトカム測定IIIおよびVは、チャンバ2における総滞留時間、および3つのチャンバすべてにおける滞留時間の割合をそれぞれ測定する。したがって、これらの措置は互いに密接に関連しています。しかしながら、マウスは、理論的には、チャンバ3への...

痛みは、感覚的および感情的な要素を持つ複雑な経験です。疼痛知覚の閾値の低下および熱的および/または機械的刺激に対する過敏症は、この経験の重要な特徴であり、刺激誘発性疼痛行動試験が捕捉することができる(ハーグリーブスの熱感受性の試験および機械的感受性のフォン・フライ検定のような)1,2。このようなテストは堅牢で再現可能な結果をもたらしますが、知覚された有害な刺激からの反射的な撤退への依存によって制限されています。これは、これらの検査のみに対する疼痛研究の継続的な依存に疑問を投げかけている。そのために、疼痛研究者は数年前からげっ歯類の疼痛モデルで使用するための代替/補完的な行動テストを模索し、痛みの感情的および/または動機付けの要素をより多く捉えようと努力してきました。これらの非誘発的、自発的、または非反射的手段(例えば、車輪走行、穴掘り活動、条件付けられた場所の選好3、4、5)は、前臨床疼痛研究の翻訳可能性を改善する試みにおいて実施されている。
機械的衝突回避(MCA)アッセイは、もともとHarte et al. in 20166で記載され、主にラット7,8で使用され、以前のアプローチ - 場所 - 回避パラダイム - の修正を表しています。このアプローチでは、後肢の有害な刺激が、そうでなければ望ましい(暗い)チャンバ内で行われ、そのような刺激を逃れる/回避するために動物の意図的な行動を駆動する9,10。MCAアッセイは、観察者による後肢の手動の有害な刺激に頼る代わりに、マウスに潜在的に有害な刺激を交渉させ、嫌悪的な環境を脱出し、暗い部屋に到達する。アッセイにその名前を与える対立/回避は、これらの2つの競合する動機から生じます:明るく照らされた領域を脱出し、足の有害な刺激を避ける。MCAアッセイはまた、疼痛緩和と環境合図の組み合わせが、疼痛緩和/報酬的文脈に対する選好を反映する行動の変化を促進する条件付けられた場所嗜好試験の特徴を共有する11。
根本的に言えば、これらすべてのアッセイは同様のアプローチを共有しています:ある嫌悪的な環境に対する動物の好みを別の環境よりもシフトさせることを、感情的/動機付けの状態の指標として使用します。MCAアッセイは、明るく照らされたチャンバと、それに続く高さ調節可能なプローブを備えた暗い中間チャンバと、嫌悪刺激のない暗い第3チャンバからなる3チャンバパラダイムです。怪我をしていないマウスは、明るい光12に対するげっ歯類の生来の嫌悪感を考えると、典型的には、暗くなった部屋に逃げるように動機付けられる。この例では、明るく照らされた環境から逃れようとする自然な動機は、暗くなった環境で排他的に発生する後足の刺激(調整可能な高さプローブ)に遭遇する不本意さを克服します。対照的に、痛みを経験しているマウス(例えば、炎症または神経障害による)は、進行中の触覚過敏症の設定において機械的プローブの不快な触覚経験を避ける動機があるため、明るく照らされた環境でより多くの時間を過ごすことを選択する可能性がある。
この記事では、MCA アッセイの修正版について説明します。我々は、マウスでの使用のために元の方法(ラット6で実施した)を適応させた。また、データ収集を効率化するため、プローブの高さを6から3(床の高さから0、2、5mm)に減らしました。このアプローチは、複数の疼痛モデルにわたってテストされ、既知の鎮痛薬で検証されており、疼痛過敏症および/または関連する感情的および動機付けの変化が行動におけるこれらの変化を促進していることを示している。このアプローチは、他の非反射的手段と比較して比較的迅速に実施でき、適応性があり、慣れと訓練に何日もかかることがあります1,2。MCAは、他の疼痛の尺度と協調して、疼痛の感情的および動機付けの側面に関する貴重な洞察を生成することができる。

<table><tbody><tr><td>32.8ft 3000K-6000K調整可能な白色LEDストリップライト、600 SMD 2835 LEDを備えた調光可能な超高輝度LEDテープライト</td><td>Lepro</td><td>SKU:410087-DWW-US</td><td>照明チャンバー用1.https://www.lepro.com/32ft-dimmable-tunable-white-led-strip-lights.html</td></tr><tr><td>3Dプリントされた「スパイクベッド」と「チャンバー2フロア」</td><td>形状ウェイ</td><td>N / A</td><td>オプション、鈍いマップピンの代替としての機械式プローブ用。</td></tr><tr><td>70%エタノール</td><td>各種</td><td>N/A</td><td>マウス間でMCAを洗浄します。</td></tr><tr><td>アクリルヒンジ 2</td><td>TAP プラスチック</td><td>N/A</td><td>チャンバーの蓋を後壁に取り付けるためのもの。https://www.tapplastics.com/product/plastics/handles_hinges_latches/acryl_hinge_2/122</td></tr><tr><td>ケムキャスト アクリル シート、クリア</td><td>TAP プラスチック</td><td>N/A</td><td>厚さ 3mm。チャンバー1の前面壁用。https://www.tapplastics.com/product/plastics/cut_to_size_plastic/acrylic_sheets_cast_clear/510</td></tr><tr><td>ケムキャスト キャスト 透明 カラー アクリル、透明 ダーク レッド - 50%</td><td>TAP プラスチック</td><td>N/A</td><td>厚さ 3mm 50% の光透過率。チャンバー2と3の壁と蓋用。https://www.tapplastics.com/product/plastics/cut_to_size_plastic/acrylic_sheets_transparent_colors/519</td></tr><tr><td>ケムキャスト 半透明 &不透明な色のキャストアクリル、不透明な白のサイン - 0.1%</td><td>TAPプラスチック</td><td>N / A</td><td>3mmの厚さ。チャンバー1の側壁と蓋用。https://www.tapplastics.com/product/plastics/cut_to_size_plastic/acrylic_sheets_color/341</td></tr><tr><td>消毒剤(四分殺しなど)</td><td>株式会社ファーマカル研究所</td><td>65020F</td><td>テストセッションの終了時にMCAを消毒します。</td></tr><tr><td>マーカーとボードをドライイレースします</td><td>さまざまな</td><td>N/A</td><td>ビデオ映像の先頭に実験的な情報を追加します。</td></tr><tr><td>マップピン</td><td>各種</td><td>N/A</td><td>オプション、機械式プローブ用。サンドペーパーを使用して、使用前に鋭利な部分を鈍くします。3Dプリントパーツの代わりに使用できます。</td></tr><tr><td>ペーパータオル</td><td>各種</td><td>N/A</td><td>MCAを洗浄/消毒します。</td></tr><tr><td>SCIGRIP Weld-On #3 アクリルセメント</td><td>TAP プラスチック</td><td>N/A</td><td>アクリルシートをチャンバーに組み立て、ヒンジを固定します。 https://www.tapplastics.com/product/repair_products/plastic_adhesives/weld_on_3_cement/131</td></tr><tr><td>ストップウォッチ</td><td>各種</td><td>N/A</td><td>脱出遅延/滞留時間をリアルタイムまたは録画したビデオから記録します。</td></tr><tr><td>タイマー</td><td>各種</td><td>N/A</td><td>LEDの点灯を確実にするために、バリアの取り外しとテストの完了は一貫して行われます。</td></tr><tr><td>ビデオカメラ</td><td>さまざまな</td><td>HDRCX405ハンディカムビデオカメラ</td><td>MCAデバイスでマウスの動作を記録します。1080pの解像度が可能な消費者向けビデオカメラで代用できます。</td></tr><tr><td>三脚</td><td>Famall</td><td>N/A</td><td>MCA映像を記録するためにカメラをベンチの高さに保持できる三脚なら何でも構いません。</td></tr></tbody></table>

マウスの疼痛行動を測定するための機械的衝突回避アッセイ

Mechanical Conflict-Avoidance Assay to Measure Pain Behavior in Mice

疼痛は、感覚的(侵害受容的)および情動的(不快な)次元の両方からなる。前臨床モデルでは、疼痛は伝統的に、疼痛の侵害受容性成分に関する推論を可能にするが、疼痛の感情的または動機的成分に関する情報をほとんど提供しない反射的試験を用いて評価されてきた。したがって、これらの痛みの要素を捉えるテストを開発することは、翻訳的に重要です。したがって、研究者は非反射的行動アッセイを使用して、そのレベルでの疼痛知覚を研究する必要があります。機械的衝突回避(MCA)は、3チャンバーパラダイムにおける有害な機械的刺激に対する動機付け応答を研究するための確立された自発的非反射的行動アッセイである。マウスの位置選好の変化は、競合する有害な刺激に直面したとき、足の触覚刺激に対する明るい光の知覚された不快感を推測するために使用される。このプロトコルは、疼痛研究者がさまざまなマウス疼痛モデルにおける情動動機付け応答を理解するために使用できるMCAアッセイの修正版を概説する。ここでは特に説明していませんが、MCAデータの例は、足底内完全フロイントアジュバント(CFA)、予備神経損傷(SNI)、および骨折/キャスティングモデルを疼痛モデルとして使用して、MCA手順を説明しています。

MCAアッセイは、いくつかの機械的に異なるマウス疼痛モデルで首尾よく使用されている。図2は、選択した結果尺度がチャンバ 2 の中間点を横切っていたデータを示しています(図2A)。チャンバー3への脱出に対する中間点を用いて得られたデータは、プローブ高さ5mmの神経因性疼痛の免れた神経損傷(SNI)モデルにおいて、チャンバー3脱出のための〜40秒に対して、ハーフウェイで〜40秒、非常によく類似している13。
CFA誘発炎症性疼痛モデルでは、生理食塩水の対照後足(足底内)注射は、ベースラインに対する脱出潜時を変化させない。片後足にCFAを注射したマウスは、注射後4日目に脱出潜伏時間の有意な増加を示したが、プローブの高さが5mmに上昇した場合にのみであった。重要なことに、5mmで脱出するためのこの増加した潜伏時間は、試験開始の90分前にNSAIDカルプロフェン(10mg/kg、i.p.)を投与されたマウスでは見られなかった(...

機械的競合回避アッセイは、マウスの疼痛感受性の非反射的読み出しとして使用され、様々なマウス疼痛モデルにおける情動動機付け応答をよりよく理解するために使用することができる。

Pain comprises of both sensory (nociceptive) and affective (unpleasant) dimensions. In preclinical models, pain has traditionally been assessed using ...

この方法は、異なる疼痛条件下での動物の有効または動機付け状態に関する質問に答えるのに役立ちます。これは、前臨床研究の翻訳を改善するための重要なステップです。このテクニックの主な利点は、比較的迅速かつ簡単に実行できますが、痛みに関連する行動に影響を与える複雑な動機を評価することです。まず、第1室の側壁、床、天井を、厚さ3ミリメートルの不透明な白色アクリルを用いて構築することから始める。正面に面した壁には、厚さ3ミリメートルの透明なアクリルを使用してください。チャンバー1の蓋をヒンジで取り付けて、マウスをチャンバー内に簡単に配置してチャンバーから取り出すことができるようにします。次に、自己粘着性発光ダイオードテープを蓋の内面に貼り付けて、約4,800ルクスの照明を提供します。不透明なアクリルシートを所定の位置に出し入れして、チャンバー1をMCAデバイスの他の部分から閉じます。次に、長さ270ミリメートルの無点灯チャンバ2、MCA試験チャンバを、上部にヒンジ付き蓋を有する全側面に半透明の濃い赤色アクリルを用いて構築する。次に、チャンバーの床に2つのミリメートルの穴を持つ13 x 31グリッドを配置し、直径0.5ミリメートルの先端を備えた鈍いプローブの配列を突出させることができます。プローブベースプレートの下にアクリル板を追加して、プローブの高さを調整します。このアプローチを使用して、プローブの高さを 0 mm、2 mm、および 5 mm に設定してデバイスを構成します。鈍いマップピンまたは同様の材料の代わりに、3Dプリンタファイルを使用して、チャンバ2の床とプローブプレートをナイロン12プラスチックなどの洗濯可能で生体適合性のある材料で印刷します。最後に、チャンバー1と2に似たヒンジ付き蓋で、四方に半透明の濃い赤色のアクリルを使用して暗いチャンバー3を構築します。チャンバ1の反対側の端に配置して、チャンバ2の機械プローブからの暗くなった脱出領域として機能します。ベースラインテストをスケジュールする1日前に、マウスをケージメイトと一緒にMCAユニットに5〜15分間順応させ、デバイス全体の社会的探査を容易にします。チャンバ1のLEDがオフになっていること、チャンバ1とチャンバ2の間のバリアが開いたままになっていること、およびプローブがチャンバ2の床から突き出ていないことを確認します。次に、MCA デバイス全体の側面を向いた三脚に 1080 ピクセルの映像を記録できるビデオ カメラを設定します。MCA が記録した画像に収まるように視野を調整します。録画が開始されたら、カメラのフィールドビューにハンドヘルドドライイレースボードを持ち、ビデオの開始に動物のテストの実行に関する識別情報でラベルを付けます。最初の実行では、プローブの高さをゼロに設定し、バリアドアが所定の位置にある状態で、テスト対象のマウスをホームケージからチャンバー1に移します。録画したフッテージに表示されるタイマーを開始します。10秒後、チャンバー1のLEDをオンにします。マウスが点灯したチャンバーに20秒間入った後、チャンバー1とチャンバー2の間のバリアを撤回します。動物を2分間観察し、テストが進行中にストップウォッチで待ち時間または滞留時間を測定します。チャンバ2への最初の入室までのレイテンシ、チャンバ2を横切る半分以上交差するレイテンシ、チャンバ2の合計滞留時間、チャンバ3に到達するレイテンシ、および2分以内の各チャンバ内の合計デュエル時間を記録し、それらを比率に変換します。テストが完了したら、マウスをホームケージに戻します。MCAチャンバーを70%エタノールで洗浄し、完全に乾燥させます。プローブの高さをゼロに設定してコホート内のすべてのマウスを走らせた後、機械式プローブベースプレートの下にアクリルの3ミリメートルシートを挿入し、プローブの高さが2ミリメートルでランを繰り返します。プローブの高さを2ミリメートルに設定してすべてのマウスを走らせた後、プローブベースプレートの下にアクリルのシートを3枚挿入し、プローブの高さを5ミリメートルにしてランを繰り返します。テストセッションの最後に消毒剤で最終洗浄を行います。完全なフロイントのアジュバント誘発性炎症性疼痛モデルでは、生理食塩水注射はベースラインと比較して脱出潜時を変化させない。アジュバントを注射したマウスは、注射後4日目に脱出潜伏時間の有意な増加を示したが、プローブの高さが5ミリメートルに上昇したときのみであった。この増加した潜伏時間は、試験開始の90分前にカルプロフェンを投与されたマウスでは見られなかった。神経因性疼痛の神経損傷モデルでは、プローブの高さを5ミリメートルに設定した場合、ベースラインと比較して脱出までの潜伏時間が有意に増加した。この増加は、試験の90分前にオピオイド鎮痛薬ブプレノルフィンを投与することによって防止された。脱出潜伏時間の増加は、神経損傷前にMCA試験のベースラインラウンドを受けなかったマウスにおいても観察された。5ミリメートルでの神経損傷を免れたマウスにおける脱出潜伏時間の増加は、試験の90分前にガバペンチン投与によって防止された。骨折または鋳造モデルでは、チャンバ1から脱出するレイテンシは、損傷前のプローブ高さに比例して増加した。損傷後、潜伏時間はゼロミリメートルで変化しなかったが、ベースラインと比較して、男性の2ミリメートルと5ミリメートルのプローブ高さと女性の5ミリメートルのプローブの高さで有意に増加した。この手順を試みる際に覚えておくべき最も重要なことは、すべてのマウスがMCA装置に慣れていることを確認し、研究を通して適切な無作為化と盲検化を維持することです。この方法は、フォン・フレイまたは条件付き場所選好を含む疼痛感受性の他の尺度と共に使用することができる。

mechanical-conflict-avoidance-assay-to-measure-pain-behavior-in-mice

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

電子フォンフレイ装置を用いたマウス後肢の触覚感度の変化の測定

私たちは、オピオイド誘発性痛覚過敏およびマウスにおける耐性の発生を調べるためのプロトコルを記述します。ナイーブおよびモルヒネで処置した動物の熱的および機械的な侵害刺激反応の測定に基づいて、疼痛感受性（痛覚過敏）の増加を定量化および慢性アヘン剤投与に関連した痛覚脱失（許容範囲）が減少することを可能にする。...

熱的·機械的侵害受容性モダリティを用いて、マウスにおけるモルヒネ誘発痛覚過敏および鎮痛耐性の評価

変形性関節症（OA）、または変性関節疾患、部分的にしか利用でき鎮痛剤によって制御されたまま痛みを伴う衰弱状態です。動物モデルは、OAに関連する疼痛の機序の我々の理解を改善するために開発されています。ここでは、マウスでのOA痛みのmonoiodoacetateモデルのための方法論について説明します。...

マウスにおける変形性関節症の痛みのMonoiodoacetateモデル

慢性的な痛みの治療に遺伝子組換えタンパク質の開発

典型的には、マウスネック注射モデルは、プリトゲン誘発傷の挙動を評価するために使用される。ただし、モデルはかゆみに関する情報のみを提供し、痛みはありません。ここでは、痛みとかゆみに関連する行動を同時に測定するために使用できるマウスに頬注射モデルを導入する。...

痛みとかゆみに関連する行動の同時測定のための頬注射モデル

関節炎の痛みの誘発尺度を開発し、異なる化学物質誘発関節炎モデルマウスにおける自発痛を測定するための標準化された方法と相まっています。これらの措置は敏感で、関節痛の種類ごとに再現です。...

自発および誘発単膝痛症マウスモデルでの痛み対策

腰痛の予防と管理のための新しい治療的介入を開発するためには、動物モデルがトランスレーショナルの観点からこれらの治療法のメカニズムと有効性を調べる必要があります。本プロトコールは、ラットにおける背部機械的感受性を評価するための標準化された方法であるBMS試験を記載する。...

慢性腰痛の機構的検討のためのラットの背部機械的感受性評価

ここでは、尿中プラスミノーゲン活性化因子の靭帯内注射を用いて、マウスの腰痛モデルを簡便かつ迅速に誘導する方法を提供する。...

ウロキナーゼ型プラスミノーゲン活性化因子誘発マウス腰痛モデル

このプロトコルは、オペラントベースの口腔顔面疼痛評価装置を使用した神経因性口腔顔面痛のラットモデルにおける機械的過敏症の評価を記載する。...

口腔顔面オペラント疼痛アッセイを用いたラットにおける神経損傷誘発性機械的過敏症の評価

ここでは、鎮痛効果を評価するために、両後足のカラギーナン注射による修正された炎症性疼痛モデルを紹介します。...

マウスの鎮痛効果を研究するための修正炎症性疼痛モデル

このプロトコルでは、マウスの膝の痛覚過敏を測定する方法が説明されています。急性膝痛のマウスモデルと変形性関節症(OA)のモデルで例を示しています。...

Pressure Application Measurementを用いたマウスの膝痛覚過敏の評価

学ぶ機械的衝突回避アッセイによるマウスの疼痛行動測定法。この手法は動機づけ状態を評価し、前臨床研究の翻訳を促進します。疼痛モデルにおける効果的な疼痛評価に適用可能です。

マウスの疼痛行動を測定するための機械的衝突回避アッセイ

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