De mechanische conflictvermijdingstest wordt gebruikt als een niet-reflexieve uitlezing van pijngevoeligheid bij muizen die kan worden gebruikt om affectieve-motiverende reacties in verschillende muispijnmodellen beter te begrijpen.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
De mechanische conflictvermijdingstest wordt gebruikt als een niet-reflexieve uitlezing van pijngevoeligheid bij muizen die kan worden gebruikt om affectieve-motiverende reacties in verschillende muispijnmodellen beter te begrijpen.
Pijn bestaat uit zowel zintuiglijke (nociceptieve) als affectieve (onaangename) dimensies. In preklinische modellen wordt pijn traditioneel beoordeeld met behulp van reflexieve tests die gevolgtrekkingen mogelijk maken met betrekking tot de nociceptieve component van pijn, maar weinig informatie geven over de affectieve of motiverende component van pijn. Het ontwikkelen van tests die deze componenten van pijn vastleggen, zijn daarom translationeel belangrijk. Daarom moeten onderzoekers niet-reflexieve gedragstests gebruiken om pijnperceptie op dat niveau te bestuderen. Mechanische conflictvermijding (MCA) is een gevestigde vrijwillige niet-reflexieve gedragstest, voor het bestuderen van motiverende reacties op een schadelijke mechanische stimulus in een 3-kamerparadigma. Een verandering in de locatievoorkeur van een muis, wanneer geconfronteerd met concurrerende schadelijke stimuli, wordt gebruikt om de waargenomen onaangenaamheid van fel licht versus tactiele stimulatie van de poten af te leiden. Dit protocol schetst een aangepaste versie van de MCA-test die pijnonderzoekers kunnen gebruiken om affectief-motiverende reacties in verschillende muispijnmodellen te begrijpen. Hoewel hier niet specifiek beschreven, gebruiken onze voorbeeld MCA-gegevens het intraplantaire complete Freund's adjuvans (CFA), gespaard zenuwletsel (SNI) en een fractuur / gietmodel als pijnmodellen om de MCA-procedure te illustreren.
Pijn is een complexe ervaring met zintuiglijke en affectieve componenten. Een verlaging van de drempel van pijnperceptie en overgevoeligheid voor thermische en/of mechanische stimuli zijn belangrijke kenmerken van deze ervaring, die stimulus-opgeroepen pijngedragstests kunnen vastleggen (zoals Hargreaves' test van warmtegevoeligheid en de von Frey-test van mechanische gevoeligheid)1,2. Hoewel dergelijke tests robuuste en reproduceerbare resultaten geven, worden ze beperkt door hun afhankelijkheid van reflexieve terugtrekking uit een waargenomen schadelijke stimulus. Dit heeft een voortdurende afhankelijkheid van pijnonderzoek op deze tests alleen in twijfel getrokken. Daartoe onderzoeken pijnonderzoekers al enkele jaren alternatieve / complementaire gedragstests voor gebruik in knaagdierpijnmodellen in een poging om meer van de affectieve en / of motiverende componenten van pijn vast te leggen. Deze niet-opgeroepen, vrijwillige of niet-reflexieve maatregelen (bijv. wielrennen, graafactiviteit, geconditioneerde plaatsvoorkeur 3,4,5) worden geïmplementeerd in een poging om de vertaalbaarheid van preklinisch pijnonderzoek te verbeteren.
De mechanische conflictvermijdingstest (MCA) werd oorspronkelijk beschreven door Harte et al. in 20166, wordt voornamelijk gebruikt bij ratten 7,8 en vertegenwoordigt een wijziging van een eerdere benadering - het plaatsvlucht-vermijdingsparadigma. Bij deze benadering wordt een schadelijke stimulus van de achterpoot uitgevoerd in een anders wenselijke (donkere) kamer om doelgericht gedrag van het dier te stimuleren om aan een dergelijke stimulatie te ontsnappen / vermijden 9,10. In plaats van te vertrouwen op handmatige schadelijke stimulatie van de achterpoot door een waarnemer, dwingt de MCA-test muizen om te onderhandelen over een potentieel schadelijke stimulus om te ontsnappen aan een aversieve omgeving en de donkere kamer te bereiken. Het conflict /vermijding dat de test zijn naam geeft, komt voort uit deze twee concurrerende motivaties: ontsnap aan fel verlichte gebieden en vermijd schadelijke stimulatie van de poten. De MCA-test deelt ook kenmerken met geconditioneerde plaatsvoorkeurtests, waarbij de combinatie van pijnverlichting met omgevingssignalen veranderingen in gedrag veroorzaakt die een voorkeur weerspiegelen voor de pijnstillende / lonende context11.
Fundamenteel gesproken delen al deze testen een vergelijkbare benadering: het gebruik van een verschuiving in de voorkeur van een dier voor de ene aversieve omgeving boven de andere als een indicator van hun affectieve / motiverende toestand. De MCA-test is een 3-kamerparadigma bestaande uit een helder verlichte kamer gevolgd door een donkere middenkamer met in hoogte verstelbare sondes en een donkere derde kamer zonder aversieve stimuli. Een ongedeerde muis is meestal gemotiveerd om te ontsnappen naar een verduisterde kamer, gezien de aangeboren afkeer van knaagdieren voor fel licht12. In dit voorbeeld overwint de natuurlijke motivatie om te ontsnappen aan een fel verlichte omgeving de desinclinatie om achterpootstimulatie (de instelbare hoogtesondes) tegen te komen, die uitsluitend in de verduisterde omgeving voorkomt. Daarentegen kan een muis die pijn ervaart (bijvoorbeeld als gevolg van ontsteking of neuropathie) ervoor kiezen om meer tijd door te brengen in de helder verlichte omgeving, omdat er motivatie is om de onaangename tactiele ervaring van de mechanische sondes te vermijden in de setting van voortdurende tactiele overgevoeligheid.
In dit artikel wordt een aangepaste versie van de MCA-test beschreven. We hebben de oorspronkelijke methode (die werd uitgevoerd bij ratten6) aangepast voor gebruik bij muizen. We hebben ook het aantal geteste sondehoogtes teruggebracht van zes naar drie (0, 2 en 5 mm boven vloerhoogte) om de gegevensverzameling te stroomlijnen. Deze aanpak is getest in meerdere pijnmodellen en gevalideerd met bekende analgetica, wat aangeeft dat pijnovergevoeligheid en / of de bijbehorende affectieve en motiverende veranderingen deze gedragsveranderingen veroorzaken. Deze aanpak is relatief snel uit te voeren en aanpasbaar in vergelijking met andere niet-reflexieve maatregelen, die vele dagen van gewenning en training kunnen vergen 1,2. In combinatie met andere pijnmetingen kan MCA waardevolle inzichten genereren in de affectieve en motiverende aspecten van pijn.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Alle experimenten met het gebruik van muizen en de daarin gevolgde procedures werden goedgekeurd door de Institutional Animal Care and Use Committees van MD Anderson Cancer Center en Stanford University, in strikte overeenstemming met de National Institutes of Health's Guide for the Care and Use of Laboratory Animals.
1. MCA-constructie
2. McA-gewenning en testen van muizen
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De MCA-test is met succes gebruikt met verschillende mechanistisch verschillende muispijnmodellen. Figuur 2 toont gegevens waarbij de uitkomstmaat van keuze het middelpunt van kamer 2 overschreed (figuur 2A). De gegevens verkregen door het gebruik van het halverwege punt versus ontsnapping in kamer 3 zijn zeer vergelijkbaar, ~ 40 s voor halverwege versus ~ 45 s voor kamer 3 ontsnapping in het gespaarde zenuwletsel (SNI) model van neuropathische pijn met 5 mm son...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Zoals met alle gedragstests, is een goede behandeling, randomisatie en blindering voor de behandeling van dieren overal essentieel. Gezien de multifactoriële input in complex gedrag en besluitvorming, is het noodzakelijk dat dieren zo consistent mogelijk worden behandeld, gewenning en getest, terwijl de nood wordt geminimaliseerd. Er moet ook voor worden gezorgd dat de timing van de muisplaatsing in kamer 1 wordt gereproduceerd, de LED-verlichting wordt ingeschakeld en de barrière wordt verwijderd, omdat verschillen hier...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben geen relevante belangenconflicten om bekend te maken.
GM wordt ondersteund door een NDSEG Graduate Fellowship. VLT wordt ondersteund door NIH NIGMS grant #GM137906 en de Rita Allen Foundation. AJS wordt ondersteund door subsidies van het Ministerie van Defensie W81XWH-20-1-0277, W81XWH-21-1-0197 en de Rita Allen Foundation. We zijn Dr. Alexxai Kravitz van de Washington University School of Medicine dankbaar voor het ontwerpen en vrij beschikbaar stellen van de 3D-printerbestanden voor de kamer 2-vloer en sondeplaat.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 32.8ft 3000K-6000K Tunable White LED Strip Lights, Dimmable Super Bright LED Tape Lights met 600 SMD 2835 LED's | Lepro | SKU: 410087-DWW-US | Voor verlichting kamer 1. https://www.lepro.com/32ft-dimmable-tunable-white-led-strip-lights.html |
| 3D geprinte 'spike bed' en 'kamer 2 vloer' | Shapeways | N/A | Optioneel, voor mechanische sondes als alternatief voor afgevlakte mappenpennen. |
| 70% ethanol | Verschillende | N/A | Om MCA tussen muizen schoon te maken. |
| Acryl Scharnier 2 | TAP Plastics | N/A | Voor het bevestigen van kamerdeksels aan achterwanden. https://www.tapplastics.com/product/plastics/handles_hinges_latches/acryl_hinge_2/122 |
| Chemcast Gegoten Acrylplaat, Helder | TAP Plastics | N/A | 3mm dik. Voor de voorwand van kamer 1. https://www.tapplastics.com/product/plastics/cut_to_size_plastic/acrylic_sheets_cast_clear/510 |
| Chemcast Gegoten Transparant Gekleurd Acryl, Transparant Donker Rood - 50% | TAP Plastics | N/A | 3mm dik. 50% lichttransmissie. Voor de wanden en deksels van kamers 2 en 3. https://www.tapplastics.com/product/plastics/cut_to_size_plastic/acrylic_sheets_transparent_colors/519 |
| Chemcast Doorschijnend en Ondoorzichtig Gekleurd Gegoten Acryl, Sign Ondoorzichtig Wit - 0.1% | TAP Plastics | N/A | 3mm dik. Voor de zijwanden en deksel van kamer 1. https://www.tapplastics.com/product/plastics/cut_to_size_plastic/acrylic_sheets_color/341 |
| Desinfectiemiddel (bijv. Quatricide) | Pharmacal Research Laboratories, Inc. | 65020F | Om MCA aan het einde van een test sessie te desinfecteren. |
| Droogwegmarkeringen en bord | Verschillende | N/A | Om experimentele info toe te voegen aan het begin van videobeelden. |
| Mappenpennen | Verschillende | N/A | Optioneel, voor mechanische sondes. Gebruik schuurpapier om scherpe punten te dempen voor gebruik. Kan worden gebruikt in plaats van 3D-geprinte onderdelen. |
| Papieren handdoeken | Verschillende | N/A | Om MCA schoon te maken/desinfecteren. |
| SCIGRIP Weld-On #3 Acrylcement | TAP Plastics | N/A | Voor het samenstellen van acrylplaten in kamers en het bevestigen van scharnieren. https://www.tapplastics.com/product/repair_products/plastic_adhesives/weld_on_3_cement/131 |
| Stopwatch | Verschillende | N/A | Om ontsnappingslatenties/verblijfstijden in real-time of van opgenomen video op te nemen. |
| Timer | Verschillende | N/A | Om ervoor te zorgen dat het aanzetten van LED's, het verwijderen van barrières en het voltooien van tests consistent worden getimed. |
| Videocamera | Verschillende | HDRCX405 Handycam Camcorder | Om muisgedrag in het MCA-apparaat op te nemen. Kan worden vervangen door elke consumentenvideocamera die 1080p-resolutie kan leveren. |
| Statieve | Famall | N/A | Elke statief die de camera op tafelhoogte kan houden voor het opnemen van MCA-beelden is acceptabel. |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.