Name: 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 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-09-01T12:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 20 s
Description: 学ぶマウス慢性腰痛誘導法。ウロキナーゼを用いた靭帯内投与により、最大10週間の疼痛モデルを非侵襲的に構築します。最小限の訓練で再現性の高い疼痛研究が可能です。

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助成金はNIH HEAL UG3 NS123958から提供されました。住宅設備はAAALACによって検査され、認定されました。動物は、実験室のスタッフと実験動物資源部門(DLAR)のスタッフによって管理されている動物資源センター(ARC)の収容施設に収容されました。行動テストの手順は、米国疼痛学会および国際疼痛学会によって承認された現場での標準的な方法です。安楽死の方法は、米国獣医師会の安楽死に関するパネルの勧告と一致しています。

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</ol>

著者らは、競合する金銭的利益がないことを宣言します。KNWは、NeuroChronix、Bessor Pharma、およびUSA Elixeria BioPharm, Inc.との無償のコンサルテーションを認めています。

この慢性腰痛モデルは誘発が簡単で、1週間以内に確立された過敏症は最大8週間(場合によってはそれ以上)続く可能性があります。これにより、1〜2週間しか続かない他の急性モデルとは対照的に、慢性疼痛の状態を正確に研究することができます。このモデルはマウスで示していますが、uPA誘導CBPモデルはラットでも確立できます2。このモデルの利点は、長期の経過が不安や抑うつのような行動の発達を引き起こすことであり、これは慢性腰痛の患者に見られます。腰痛16の有病率を考えると、分子性疼痛研究においてより一般的に使用されるマウスモデルで実施できることは利点である。
uPAを用いた疼痛モデルの誘導は、変形性関節症を誘発するための関節内注射と同様に行われてきた3が、ここに示されている方法(靭帯内)は、マウスへの損傷のリスクがはるかに低く、より迅速に行うことができる。縫合の必要はなく、関節腔の穿刺による出血のリスクもありません。準備作業がほとんどない単回注射であるた...

腰痛は障害の最も一般的な原因の1つであり、世界中で5人に1人が苦しんでいます1。これらの努力にもかかわらず、腰痛の動物研究、特にマウスの疼痛分野で一般的に使用されている信頼できる腰痛の動物モデルはほとんどありません。以前のモデルでは、腰椎椎間関節への尿中プラスミノーゲン活性化因子(uPA)の注射2,3、体幹の筋肉組織への神経成長因子(NGF)の注射4、またはヨード酢酸ナトリウム(MIA)5またはインターロイキン-1ベータ6によって誘発されるような慢性腰痛(CBP)の誘発にラットがほぼ独占的に使用されていました椎間板への注射。もちろん、ラットは、主にサイズが大きく、炎症性物質の注射へのアクセスが容易であるため、これらのモデルに好まれます。
誤解のないように言っておくと、腰痛のマウスモデルは、長年用いられてきた椎間板変性症のSPARC-nullマウスモデル7のように存在するが、これらは注射ベースのモデルよりも確立にコストと時間がかかる。最近のマウス研究では、腰の筋肉へのNGF注射と垂直の慢性拘束ストレスを組み合わせることにより、腰痛のモデルが確立されました8。以下のプロトコルでは、ラットのuPA誘導CBPモデルをマウス2に適合させました。過敏症は1週間以内に確立され、6〜8週間持続します。さらに、マウスが不安や抑うつのような行動を発達させることも明らかにした。腰痛の有病率と分子性疼痛研究におけるマウスのより一般的な使用を考えると、この耐久性のあるモデルは、腰痛緩和のための新しい治療戦略の開発に使用するために容易に確立されます。

<table><tbody><tr><td>動物および消耗品</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>70%エタノール</td><td>ローカルソース</td><td></td><td></td></tr><tr><td>BALB/cマウス</td><td>Envigo</td><td></td><td>20-25 g</td></tr><tr><td>コットンボール</td><td>フィッシャーサイエンティフィック</td><td>19-090-702</td><td></td></tr><tr><td>コットンチップアプリケーター</td><td>フィッシャーサイエンティフィ</td>ック <td>19-062-616</td><td></td></tr><tr><td>イソフルラン吸入剤麻酔薬</td><td>MedVet</td><td>RXISO-250</td><td></td></tr><tr><td>ラベリングテープ</td><td>フィッシャー・サイエンティフィック</td><td>・サイエン</td>ティフィック・イNGFP7002 <td></td></tr><tr><td>ニトリル検査用手袋</td><td>フィッシャー・サイエンティフィック</td><td></td><td></td></tr><tr><td>酸素タンク</td><td>ローカルソース</td><td></td><td></td></tr><tr><td>外科用ドレープ、ステリ・ドレープ・ユーティリティシート、吸収防止</td><td>VWR</td><td>76246-788</td><td>15×15cmにカット</td></tr><tr><td>3mmのタイゴンチューブ内径</td><td>グレインジャー</td><td>22XH87</td><td></td></tr><tr><td>Equipment</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>#11 炭素鋼メス ブレード</td><td>VWR</td><td>21909-612</td><td></td></tr><tr><td>麻酔誘導室&nbsp;</td><td>Summit Medical Equipment Company</td><td>AS-01-0530-LG</td><td></td></tr><tr><td>Autoclave</td><td>Local Unit</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Biology Dumont #5 鉗子</td><td>Fine Science Tools</td><td>11252-30</td><td></td></tr><tr><td>ガラスビーズ滅菌器 Germinator 500</td><td>VWR</td><td>102095-946</td><td></td></tr><tr><td>IITC Life Sciences Series 8 Model PE34 Hot/Cold Plate Analgesia Meter</td><td>IITC</td><td>PE34</td><td></td></tr><tr><td>インテグラ ミルテックス コットン &ドレッシングペンチ&nbsp;</td><td>Safco Dental Supply</td><td>66-317</td><td></td></tr><tr><td>OPTIKA CL31 ダブルアーム LED イルミネーター&nbsp;</td><td>New York Microscope Company</td><td>OPCL-31</td><td></td></tr><tr><td>Plantar Test System with InfraRed Emitter, i. e. Hargreaves Apparatus</td><td>Ugo Basile</td><td>37370-001 and 37370-002</td><td></td></tr><tr><td>Scalpel Handle No. 3</td><td>VWR</td><td>25607-947</td><td></td></tr><tr><td>Small animal heating pad&nbsp;</td><td>Valley Vet Supply</td><td>47375</td><td></td></tr><tr><td>学生バンナススプリングはさみ、ストレートブレード&nbsp;</td><td>ファインサイエンスツール</td><td>91500-09</td><td></td></tr><tr><td>卓上動物研究ポータブル麻酔ワークステーション "PAM」</td><td>パターソンサイエンティフィック</td><td>AS-01-0007</td><td></td></tr><tr><td>フォンフレイフィラメント</td><td>ウーゴバジーレ</td><td>37450-275</td><td></td></tr></tbody></table>

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

Urokinase-type Plasminogen Activator-induced Mouse Back Pain Model

持続性腰痛のモデルは、本明細書に記載の簡便な方法論を用いてマウスにおいて誘導することができる。ここでは、ヒトや他の動物に存在するセリンプロテアーゼであるウロキナーゼ型プラスミノーゲンアクチベーター(ウロキナーゼ)の注射を用いて、マウスの持続性腰痛モデルを簡便かつ迅速に誘導するための段階的な方法を提供します。マウスの持続性腰痛を誘発するための方法論は、腰椎の靭帯挿入領域に沿ってウロキナーゼを単純に注射することを含む。ウロキナーゼ炎症剤はプラスミンにプラスミノーゲンを活性化します。通常、モデルは 10 分以内に誘発され、過敏症は少なくとも 8 週間持続します。
過敏症、歩行障害、およびその他の標準的な不安および抑うつ様の測定は、持続モデルでテストできます。背中の痛みは最も一般的なタイプの痛みです。腰痛に対する意識を高めるため、国際疼痛学会(IASP)は、2021年を「腰痛に関するグローバル年」、2022年を「疼痛に関する知識を実践に翻訳するグローバル年」と名付けました。疼痛治療薬の治療的進歩の限界の1つは、持続性疼痛や慢性疼痛をテストするための適切なモデルがないことです。このモデルの特徴は、腰痛の軽減を目的とした潜在的な治療法とその補助的な特性をテストするのに適しており、IASPが2022年を「疼痛の知識を実践に翻訳する世界年」と名付けたことに貢献しています。

侵害受容関連の行動検査とデータ解析 誘発された対策 フットパッドの過敏症は、ウロキナーゼ注射の1日以内に発症します。1週間以内に、離脱の閾値は大幅に減少し、安楽死まで持続します。これは術後4週目まで示されています(図4A)。足の引き抜きの待ち時間は、フォン・フレイ・アップダウン法9 とハーグリーブス検定を用いて分析されます。プロットされた例では、CBPを有するマウス(n = 雄4匹、雌4匹)は、対照(n = 雄2匹、雌2匹)と比較して、機械的感受性が有意に増加した。モデルは6〜7週目に消散します。この時間経過により、臨床患者の長年の疼痛経験に相当する慢性的な時点で過敏症を弱める化合物の評価が可能になります。再帰的フォン・フレイ試験は、短時間持続する化合物の有効性が決定されるときに、1日に数回繰り返すことができます。
フォン・フレイの機械的感受性試験 フットパ...

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。

A model of persisting lower back pain can be induced in mice with the simple methodology described herein. Step-by-step methods for simple, rapid ...

このプロトコルは、マウスに最大10週間慢性腰痛を誘発する非侵襲的な方法を概説しており、最小限のトレーニングで迅速かつ確実に実行できます。このテクニックの最も難しい側面は、靭帯を注入することと筋肉を注入することがどのように感じるかを認識することです。接触時の抵抗感は靭帯注入の兆候です。抵抗がないということは、針が筋肉や腹腔内にある可能性があることを意味します。まず、滅菌した平らな面にマウスを置きます。次に、手術装置の隣に温熱パッド回収ステーションを設置し、注射後すぐにマウスを移植します。次に、ウロキナーゼとハミルトンシリンジを準備します。マウスが麻酔下で過ごす時間を最小限に抑えるために、事前に溶液を描画します。マウスに麻酔をかけた後、2本の指を使って胸郭の下のL2とL3にある腰椎セグメントの位置を特定し、注射部位を確認します。ハミルトンシリンジの先端を脊椎の隣に置きます。シリンジを骨のすぐ隣の靭帯に約45度の角度で配置します。.針先を靭帯に静かに、しかししっかりと挿入し、5マイクロリットルすべてが注入されるまでゆっくりと注入します。針を静かにゆっくりと取り外します。次に、マウスがウェイクアップして可動可能になるまで、マウスを熱回収ステーションに置きます。手術後1時間マウスをチェックして、すべての正常な運動機能が継続していることを確認します。手術後、感染や合併症を防ぐために、マウスの体重と注射部位を1週間毎日チェックします。試験の前に、各動物を試験台のスクリーントップ付きの別々の透明なキュービクルに移動させます。次に、4グラムの力を引き出す3.61フォンフレイフィラメントでフットパッドを刺激します。3〜5回の刺激の足の撤退は、肯定的な反応と見なされます。次に、動物が機械的刺激に反応しなくなるまで、シリーズの次の弱いフィラメントを適用します。応答が引き出されるまで高いフィラメントを使用し、その後、低いフィラメントに戻します。カーブフィッティングアルゴリズムを使用して、50%の時間で応答を引き出すために必要な最小の力量である機械的離脱閾値を計算します。ハーグリーブステストを実行するには、赤外線エミッターによって下から加熱されたガラス面のキュービクルにマウスを置きます。マウスの後ろ足に赤外線刺激を与えてから引き抜くまでの時間を足の潜時として測定します。コールドプレートテストでは、マイナス9°Cに冷却したコールドプレート装置にマウスを置きます。マウスが装置に置かれた後、足を持ち上げるのにかかる時間を、足を引っ込めるための待ち時間として記録します。不安テストを実施するには、各動物を2つのチャンバーの間に通路がある場所選好テストボックスに配置します。一方の装置室は明るく照らし、反対側は暗いままにする必要があります。コンピューターを使用して、10分間のテスト中に動物の明暗の占有時間と遷移を監視します。次に、モデルげっ歯類または素朴な動物をゼロ迷路に配置するか、2チャンバーの明暗場所選好テストを使用します。ストップウォッチを使用して、迷路の閉じたエリアと開いたエリアで費やした時間を評価します。スクローススプラッシュうつ病テストでは、10〜30%のスクロース溶液を背筋にスプレーし、グルーミングの頻度、期間、および待機時間を10分間スコアリングします。新しい物体試験を行うには、マウスを上部が開いた透明なプラスチックケージに1時間個別に順応させます。ケージの反対側の角に2つの同じおもちゃのミニフィギュアを5分間追加します。実験当日に1時間順応させ、2体の同一のミニフィギュアをケージの同じ位置に5分間置いてから、ホームケージに戻します。次に、元のフィギュアの 1 つを、明らかに異なる新しいオブジェクトに置き換えます。4時間後、マウスをテストケージに戻し、物体の探索に費やした時間を記録します。運動機能評価では、片方の端を縦に切ったペーパータオルチューブからトンネルを構築します。きれいなプリンター用紙の上にトンネルを広げます。マウスが落ち着くまでそっと抱きしめます。無毒の墨をネズミの足に塗るには、インクウェルに入れたり、スタンプパッドに入れたり、綿棒を使ったりします。トンネルの入り口でネズミを放します。トンネルを通り抜けて、最後に捕まえましょう。歩幅、歩幅、つま先の広がりに基づいて足跡を採点します。機械的および熱過敏症アッセイは、慢性腰痛マウスがナイーブコントロールと比較して機械的、熱的、および低温感受性を有意に増加させることを示しました。不安解析の結果、慢性腰痛マウスでは、明暗箱の光室で過ごした合計時間と飼育イベント数が有意に少なく、不安を示すことが示されました。スクローススプラッシュテストでは、慢性腰痛のマウスは、毛づくろい時間と毛づくろいの回数が少なかった。しかし、グルーミングが始まるまでの時間は大幅に長くなりました。慢性腰痛マウスとナイーブマウスでは歩幅に有意差があった。この施術を試みる際に覚えておくべき最も重要なことは、筋肉ではなく脊椎の周りの靭帯を狙っているということです。慢性腰痛モデルは、さまざまな新しい研究、薬理学的、およびその他の潜在的な治療法を評価するための信頼できるツールを提供します。

urokinase-type-plasminogen-activator-induced-mouse-back-pain-model

Research

JoVE Journal

Behavior

行動

光血栓症は、脊髄に限局性虚血を誘発する低侵襲で再現性の高い手順であり、マウスの脊髄損傷のモデルとして機能します。...

マウスの脊髄損傷のモデルとしての光血栓誘発性局所虚血

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

ここでは、脊髄損傷 (SCI) のマウスモデルで臨床的に関連する皮膚褥瘡 (膿) を誘導する単純な方法を説明します。このモデルは、SCI...

褥瘡脊髄損傷後のマウス ・ 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

この修正手術は、マウスまたはラットの温存神経損傷モデルのための簡略化された方法であり、一般的な腓骨神経と腓骨神経の両方を損傷するために1回の結紮と1回の切断のみが必要です。...

マウスの神経因性疼痛の改良温存神経損傷手術モデル

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

部分的な坐骨神経結紮は、熱的および機械的刺激に対する誇張された反応を特徴とする、長期にわたる慢性神経因性疼痛を誘発する。神経因性疼痛のこのマウスモデルは、疼痛管理のための革新的な治療法を研究するために一般的に使用されています。この記事では、標準化と再現性を向上させるための外科的手順について詳しく説明します。...

坐骨神経部分結紮術:新規治療法の抗侵害受容効果を研究するための慢性神経因性疼痛のマウスモデル

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

神経筋疾患のための臨床試験における主要評価項目は、通常、筋肉の機能を向上させることができる。従って、マウスモデルにおいて、臨床的にあらかじめ筋性能に対する潜在的な治療化合物の効果を評価することは非常に重要である。ここでは、この問題に対処するためのいくつかの機能テストを記述します。...

における機能のパフォーマンスを評価する<em&gt; MDX</em&gt;マウスモデル

学ぶマウス慢性腰痛誘導法。ウロキナーゼを用いた靭帯内投与により、最大10週間の疼痛モデルを非侵襲的に構築します。最小限の訓練で再現性の高い疼痛研究が可能です。

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

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