Hier presenteren we een aangepast inflammatoir pijnmodel met de carrageeninjectie met beide achterpoten om het pijnstillende effect te evalueren.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Een gemodificeerd inflammatoir pijnmodel om het pijnstillende effect bij muizen te bestuderen
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
De hete plaattest wordt veel gebruikt om pijnstillende effecten op ontstekingspijn bij muizen te evalueren. Een veelgebruikt model van ontstekingspijn werd geïnduceerd met een intraplantaire injectie van carrageen in één achterpoot. De bevindingen van ons laboratorium toonden echter aan dat muizen met een enkele achterpootinjectie van carrageen hun poten optilden om thermische nociceptie te vermijden tijdens de hete plaattest. Vanwege deze respons kan de vorige injectiemethode de thermische pijngrens niet nauwkeurig weergeven. Daarom hebben we een nieuwe methode onderzocht om dit probleem te voorkomen. In de huidige studie hebben we de vorige methode aangepast door carrageen in beide achterpoten te injecteren om het model van ontstekingspijn vast te stellen. De resultaten toonden aan dat injectie met carrageen aan beide achterpoten gevoelig was en een betere methode om ontstekingspijn op te wekken bij gebruik van de kookplaattest dan injectie met één achterpoot. Op basis van deze bevindingen ontwierpen we verdere experimenten waarin muizen met zowel achterpoot als enkelvoudige achterpootinjectie van carrageen intragastrisch werden behandeld met celecoxib (30 mg/kg). De resultaten van de hete plaattest toonden aan dat celecoxib de thermische pijngrens verhoogde bij muizen met injectie van carrageen met beide achterpoten, maar niet bij muizen met injectie van carrageen met één achterpoot. Samenvattend hebben we een superieure methode ontwikkeld om een model van ontstekingspijn te induceren om het pijnstillende effect te evalueren.
Inleiding
Pijn is wereldwijd een probleem voor de volksgezondheid. Het wordt veroorzaakt door schadelijke thermische, mechanische of chemische stimulatie. Het is moeilijk om pijnstudies bij mensen uit te voeren vanwege ethische bezwaren. Daarom is het gebruik van pijnmodellen bij dieren een belangrijke benadering voor het begrijpen van pijnmechanismen en het onderzoekenvan behandelingen. De warmeplaattest is veel gebruikt voor de beoordeling van thermische nociceptie en hyperalgesie2. Momenteel wordt het model van ontstekingspijn dat wordt gebruikt voor de hete plaattest geïnduceerd met een intraplantaire injectie van carrageen in één achterpoot. Om bijvoorbeeld het antinociceptieve effect van met rotigotine beladen microsferen te onderzoeken, werd een diermodel van ontstekingspijn bereid door middel van een injectie met één achterpoot3. Om de effecten van catechol-o-methyltransferaseremmers op thermische nociceptie bij muizen te beoordelen, werd carrageen toegediend in het plantaire gebied van de rechter achterpoot4. Om de pijnstillende rol van het extract van Posidonia oceanica (L.) Delile te onderzoeken, werd een inflammatoir pijnmodel bij muizen opgesteld door intraplantaire injectie van carrageen in de rechter achterpoot5. De bevindingen van ons laboratorium toonden echter aan dat een muis met de injectie met één achterpoot van carrageen zijn poot zou optillen om thermische nociceptie te vermijden, wat de reactie van het dier op een thermische stimulus in de hete plaattest onnauwkeurig verlengt. Daarom veronderstelden we dat het inflammatoire pijnmodel met de injectie van carrageen met één achterpoot de thermische pijndrempel niet nauwkeurig kon weergeven. Daarom hebben we de methode geoptimaliseerd door carrageen in beide achterpoten te injecteren om een aangepast ontstekingspijnmodel op te stellen.
De muizen die werden onderworpen aan injectie met carrageen met beide achterpoten hadden geen manier om de thermische stimulus voor beide achterpoten tegelijkertijd te vermijden. De pijngrens werd gedefinieerd als de tijd tussen het plaatsen van de muis op de hete plaat tot het likken van een van de achterpoten door de muis. De resultaten bevestigden dat het aangepaste inflammatoire pijnmodel geschikter is voor het evalueren van de nociceptieve temperatuurdrempel. Dit kan de werkzaamheid van de kookplaattest voor het onderzoek naar en de ontwikkeling van pijnstillers verbeteren.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Het experimentele protocol werd goedgekeurd door de Institutional Animal Care and Use Committee van de Yantai University (nr. YTDX20220425). De procedures volgden de richtlijnen van de National Institutes of Health voor het gebruik van proefdieren.
1. Dieren
- Gebruik ICR vrouwelijke muizen met een gewicht van 20-25 g voor de experimenten.
- Laat de dieren 3 dagen acclimatiseren in de omgeving van de proefruimte voordat u met de experimenten begint.
- Onderhoud de experimenteerruimte met een licht-donkercyclus van 12 uur en geef de muizen vrije toegang tot water en voer.
2. Bereiding van carrageenoplossing
- Weeg 0,1 g carrageen af. Voeg 10 ml gesteriliseerde normale zoutoplossing toe aan een buisje.
- Voeg 0,1 g carrageen toe aan de tube en draai de tube gedurende 30 s.
- Verzamel de 1% gesteriliseerde carrageenoplossing.
- Bereid de carrageenoplossing voor de experimenten.
3. Intraplantaire injectie van carrageen
- Gebruik een spuit (0,05 ml, 29G x 1/2 inch, 0,33 mm × 12,7 mm) om de 1% carrageenoplossing te injecteren.
- Schud de carrageenoplossing voordat u deze in de spuit opzuigt. Zorg ervoor dat er geen luchtbel in de spuit zit.
- Ontsmet de injectieplaats (achterpoot) met 75% alcohol.
- Injecteer 30 μL 6,7 van 1% carrageenoplossing subcutaan in het plantaire oppervlak van de achterpoot. Injecteer voor de controlegroep muizen 30 μl normale zoutoplossing.
- Steek de naald diagonaal omhoog in het voetkussen van de achterpoot. Behoud de stabiliteit van de spuit.
- Trek de spuit na de injectie langzaam op en druk gedurende 2 s op de injectieplaats om lekkage te voorkomen.
4. Test van de kookplaat
- Voer de kookplaattest 3 uur na de intraplantaire injectie uit.
- Reinig en desinfecteer het oppervlak van de kookplaat.
- Start het apparaat van de kookplaat. Klik op de knop Temperatuurmodus . Klik op CONSTANT om de temperatuur in te stellen op 55 ± 0.2 °C.
- Klik op de knop Experiment starten en klik op REACH. Pak een muis uit de accommodatiecontainer. Pak zijn slurf voorzichtig vast. Plaats de muis in het midden van de kookplaat. Klik op START.
- Observeer en noteer de tijd om de linker achterpoot (voor muizen met injectie met één achterpoot) of achterpoot (voor muizen met injectie met beide achterpoten) te likken als reactie op de warmtestimulatie. Druk op het pedaal van de kookplaat om de tijd op het scherm van de kookplaat te zien. Definieer de pijngrens als de tijd tussen het plaatsen van de muis op de hete plaat en het likken van de achterpoot.
- Stel een limiet van 60 s in voor de kookplaattest 4,8,9. Noteer een pijngrens van 60 s als de limiet is bereikt.
NOTITIE: Reinig het kookplaatapparaat met 75% alcohol voordat u de volgende muis plaatst om mogelijke vertekening door achtergebleven geur van de vorige muis te voorkomen.
5. Bereiding van 1,5 mg/ml celecoxib suspensie
- Neem 1 capsule van 200 mg celecoxib. Pak de inhoud van de capsule en vermaal het tot een poeder.
- Voeg 0,5% natriumcarboxymethylcellulose toe. Het uiteindelijke volume is 13,3 ml. Dit is de winkelsuspensie van celecoxib.
- Neem 1 ml van de bewaarsuspensie celecoxib. Voeg 9,0 ml 0,5% natriumcarboxymethylcellulose toe om 1,5 mg/ml celecoxibsuspensie te verkrijgen.
- Dien 0,2 ml/10 g van de celecoxib-suspensie intragastrisch toe aan de muizen.
OPMERKING: Selecteer een sondenaald met een lengte van 4.0-4.5 cm voor muizen met een gewicht van 20-25 g.
6. Evaluatie van het gewijzigde inflammatoire pijnmodel
- Verdeel ICR-vrouwelijke muizen willekeurig in drie groepen: controle-, model- en celecoxib-groepen.
- Injecteer 30 μL 1% carrageenoplossing subcutaan in het plantaire oppervlak van de achterpoot (enkele achterpoot of beide achterpoten). Injecteer voor de controlegroep muizen 30 μl normale zoutoplossing.
- Na de injectie van carrageen of normale zoutoplossing moet de behandeling onmiddellijk worden uitgevoerd. Intragastrisch celecoxib toedienen in een dosis van 30 mg/kg voor de muizen in de celecoxib-groep. Voor de muizen in de controle- en modelgroepen, intragastrisch 0,5% natriumcarboxymethylcellulose toedienen.
- Voer de kookplaattest (sectie 2) 3 uur na de injectie met carrageen uit.
7. Statistische methoden
- Presenteer de experimentele resultaten als gemiddelde ± standaarddeviatie. Voer een normaliteitsverdelingstest uit met de Kolmogorov-Smirnov statistische goodness of fit-test.
- Analyseer de vergelijking tussen de twee groepen met behulp van een ongepaarde t-toets. Voer vergelijkingen uit met meerdere groepen met behulp van een eenrichtingsanalyse van variantie, gevolgd door de test van Dunnett. Beschouw de waarde van p < 0,05 als statistisch significant.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
De pijngrens in inflammatoire pijnmodellen
De pijngrens van het inflammatoire pijnmodel met injectie van carrageen met één achterpoot was 32,23 ± 11,11 s, terwijl de pijngrens van de controlegroep 27,73 ± 7,08 s was. Vergeleken met de controlegroep vertoonde de pijngrens van het injectiemodel met één achterpoot geen significante vermindering (p > 0,05, figuur 1A). De pijngrens van het inflammatoire pijnmodel met injectie van carrageen met...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Pijn is een beschermende reactie die wordt veroorzaakt door weefselbeschadiging of letsel. Het heeft echter ook een negatieve invloed op de kwaliteit van leven10. Daarom blijven de ontwikkeling van effectieve analgetica en de exploratie van pijnmechanismen actieve onderzoeksgebieden. De methoden voor het evalueren van pijn spelen een sleutelrol bij de ontwikkeling van pijnstillers. Injectie met één achterpoot van carrageen is een klassieke methode voor de hete pla...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben geen mogelijke tegenstrijdige belangen om bekend te maken.
Dankbetuigingen
We danken Lesley McCollum, PhD, van Liwen Bianji (Edanz) (www.liwenbianji.cn), voor het redigeren van de Engelse tekst van een concept van dit manuscript.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| AL204 elektronische weegschaal | Yuheng Battery Co., Ltd | YH-400A | |
| Carboxymethylcellulose | Tianjin Chemical Co., Ltd | 20210326 | |
| Carrageenan | Sigma, MO, USA | 29H0715 | |
| Celecoxib | Pfizer Inc. | 8142838 | |
| Hot plate | UGO Ltd. Co., Italy | PB-200 | |
| ICR vrouwelijke muizen | Jinan Pengyue Co., Ltd. | SCXK20220007 | |
| Normale zoutoplossing | Kelun Pharmaceutical Co., Ltd | H51021157 |
Referenties
- Deuis, J. R., Dvorakova, L. S., Vetter, I. Methods used to evaluate pain behaviors in rodents. Front Mol Neurosci. 10, 284(2017).
- Menéndez, L., Lastra, A., Hidalgo, A., Baamonde, A. Unilateral hot plate test: a simple and sensitive method for detecting central and peripheral hyperalgesia in mice. J Neurosci Methods. 113 (1), 91-97 (2002).
- Li, T., et al. Rotigotine-loaded microspheres exerts the antinociceptive effect via central dopaminergic system. Eur J Pharmacol. 910, 174443(2021).
- Kambur, O., et al. Inhibitors of catechol- O -methyltransferase sensitize mice to pain. Br J Pharmacol. 161 (7), 1553-1565 (2010).
- Micheli, L., et al. Efficacy of Posidonia oceanica extract against inflammatory pain: In vivo studies in mice. Mar Drugs. 19 (2), 48(2021).
- McCarson, K. E. Models of inflammation: Carrageenan- or complete Freund's adjuvant (CFA)-induced edema and hypersensitivity in the rat. Curr Protoc Pharmacol. 70, 5.4.1-5.4.9 (2015).
- 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. Curr Protoc Pharmacol. Chapter 5 (Unit 5.4), (2012).
- Asl, M. K., Nazariborun, A., Hosseini, M. Analgesic effect of the aqueous and ethanolic extracts of clove. Avicenna J Phytomed. 3 (2), 186-912 (2013).
- Wang, Y. Analgesic effects of glycoproteins from Panax ginseng root in mice. J Ethnopharmacol. 148 (3), 946-950 (2013).
- Zia, F. Z., et al. Are psychedelic medicines the reset for chronic pain? Preliminary findings and research needs. Neuropharmacology. 233, 109528(2023).
- Sałat, K., Furgała, A., Sałat, R. Evaluation of cebranopadol, a dually acting nociceptin/orphanin FQ and opioid receptor agonist in mouse models of acute, tonic, and chemotherapy-induced neuropathic pain. Inflammopharmacology. 26 (2), 361-374 (2018).
- Wang, J., et al. Anti-inflammatory and analgesic actions of bufotenine through inhibiting lipid metabolism pathway. Biomed Pharmacother. 140, 111749(2021).
- Gong, L., et al. Antinociceptive and anti-inflammatory potentials of Akebia saponin D. Eur J Pharmacol. 845, 85-90 (2019).
- Deng, J., et al. Comparison of analgesic activities of aconitine in different mice pain models. PloS One. 16 (4), e0249276(2021).
- Penn, N. W. Potentiation of morphine analgesic action in mice by beta-carotene. Eur J Pharmacol. 284 (1-2), 191-193 (1995).
- Akkol, E. K., Güvenç, A., Yesilada, E. A comparative study on the antinociceptive and anti-inflammatory activities of five Juniperus taxa. J Ethnopharmacol. 125 (2), 330-336 (2009).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
