Mechaniczny test unikania konfliktów jest używany jako nierefleksyjny odczyt wrażliwości na ból u myszy, który może być wykorzystany do lepszego zrozumienia reakcji afektywno-motywacyjnych w różnych modelach bólu myszy.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Mechaniczny test unikania konfliktów jest używany jako nierefleksyjny odczyt wrażliwości na ból u myszy, który może być wykorzystany do lepszego zrozumienia reakcji afektywno-motywacyjnych w różnych modelach bólu myszy.
Ból składa się zarówno z wymiarów sensorycznych (nocyceptywnych), jak i afektywnych (nieprzyjemnych). W modelach przedklinicznych ból był tradycyjnie oceniany za pomocą testów refleksyjnych, które pozwalają na wnioskowanie dotyczące komponentu nocyceptywnego bólu, ale dostarczają niewiele informacji na temat afektywnego lub motywacyjnego komponentu bólu. Opracowanie testów, które wychwytują te składniki bólu, jest zatem ważne z punktu widzenia translacji. Dlatego naukowcy muszą używać nierefleksyjnych testów behawioralnych, aby badać percepcję bólu na tym poziomie. Mechaniczne unikanie konfliktów (MCA) jest uznanym dobrowolnym, nieodruchowym testem zachowania, służącym do badania reakcji motywacyjnych na szkodliwy bodziec mechaniczny w paradygmacie 3-komorowym. Zmiana preferencji lokalizacyjnych myszy w obliczu konkurujących ze sobą szkodliwych bodźców służy do wnioskowania o postrzeganej nieprzyjemności jasnego światła w porównaniu ze stymulacją dotykową łap. Protokół ten przedstawia zmodyfikowaną wersję testu MCA, który badacze bólu mogą wykorzystać do zrozumienia reakcji afektywno-motywacyjnych w różnych modelach bólu myszy. Chociaż nie zostało to tutaj szczegółowo opisane, nasze przykładowe dane MCA wykorzystują dopodeszwowy kompletny adiuwant Freunda (CFA), oszczędzone uszkodzenie nerwu (SNI) oraz model złamania/odlewu jako modele bólu w celu zilustrowania procedury MCA.
Ból to złożone doświadczenie z komponentami sensorycznymi i afektywnymi. Obniżenie progu percepcji bólu i nadwrażliwość na bodźce termiczne i/lub mechaniczne są kluczowymi cechami tego doświadczenia, które mogą zostać uchwycone przez testy zachowania bólu wywołane bodźcem (takie jak test wrażliwości cieplnej Hargreavesa i test wrażliwości mechanicznej von Freya)1,2. Chociaż takie testy dają solidne i powtarzalne wyniki, są one ograniczone przez ich zależność od odruchowego wycofania się z postrzeganego szkodliwego bodźca. To postawiło pod znakiem zapytania ciągłe poleganie badań nad bólem wyłącznie na tych testach. W tym celu naukowcy zajmujący się bólem od kilku lat badają alternatywne/uzupełniające testy behawioralne do wykorzystania w modelach bólu gryzoni, starając się uchwycić więcej afektywnych i / lub motywacyjnych składników bólu. Te niewywołane, dobrowolne lub nierefleksyjne środki (np. bieganie po kółkach, aktywność kopania, warunkowe preferencje dotyczące miejsca3,4,5) są wdrażane w celu poprawy przekładalności przedklinicznych badań nad bólem.
Test unikania konfliktów mechanicznych (MCA) został pierwotnie opisany przez Harte et al. w 2016 roku6, jest używany głównie u szczurów7,8, i reprezentuje modyfikację wcześniejszego podejścia - paradygmatu ucieczki miejsca. W tym podejściu szkodliwy bodziec tylnej łapy jest wykonywany w skądinąd pożądanej (ciemnej) komorze, aby skłonić zwierzę do celowego zachowania w celu ucieczki/uniknięcia takiej stymulacji9,10. Zamiast polegać na ręcznej, szkodliwej stymulacji tylnej łapy przez obserwatora, test MCA zmusza myszy do negocjowania potencjalnie szkodliwego bodźca, aby uciec z awersyjnego środowiska i dotrzeć do ciemnej komory. Konflikt/unikanie, od którego pochodzi nazwa testu, wynika z tych dwóch konkurujących ze sobą motywacji: ucieczki z jasno oświetlonych obszarów i unikania szkodliwej stymulacji łap. Test MCA ma również cechy wspólne z testami warunkowych preferencji miejscowych, w których połączenie ulgi w bólu ze wskazówkami środowiskowymi napędza zmiany w zachowaniu, które odzwierciedlają preferencję dla kontekstu uśmierzającego ból/nagradzającego11.
Zasadniczo rzecz biorąc, wszystkie te testy mają podobne podejście: wykorzystują zmianę preferencji zwierzęcia do jednego awersyjnego środowiska nad innym jako wskaźnik ich stanu afektywnego/motywacyjnego. Test MCA to paradygmat 3-komorowy składający się z jasno oświetlonej komory, po której następuje ciemna komora środkowa z sondami o regulowanej wysokości i ciemna trzecia komora bez żadnych bodźców awersyjnych. Mysz, która nie odniosła obrażeń, jest zazwyczaj zmotywowana do ucieczki do ciemnej komory, biorąc pod uwagę wrodzoną awersję gryzoni do jasnego światła12. W tym przykładzie naturalna motywacja do ucieczki z jasno oświetlonego otoczenia przezwycięża niechęć do spotykania się ze stymulacją tylnych łap (sondy o regulowanej wysokości), która występuje wyłącznie w zaciemnionym otoczeniu. W przeciwieństwie do tego, mysz odczuwająca ból (na przykład z powodu stanu zapalnego lub neuropatii) może zdecydować się na spędzenie większej ilości czasu w jasno oświetlonym otoczeniu, ponieważ istnieje motywacja do unikania nieprzyjemnych doświadczeń dotykowych sond mechanicznych w warunkach trwającej nadwrażliwości dotykowej.
Ten artykuł opisuje zmodyfikowaną wersję testu MCA. Dostosowaliśmy oryginalną metodę (która została przeprowadzona na szczurach6) do stosowania u myszy. Zmniejszyliśmy również liczbę testowanych wysokości sond z sześciu do trzech (0, 2 i 5 mm nad poziomem podłogi), aby usprawnić pozyskiwanie danych. Podejście to zostało przetestowane w wielu modelach bólu i potwierdzone znanymi lekami przeciwbólowymi, co wskazuje, że nadwrażliwość na ból i/lub związane z nią zmiany afektywne i motywacyjne napędzają te zmiany w zachowaniu. To podejście jest stosunkowo szybkie do przeprowadzenia i można je dostosować w porównaniu z innymi środkami nierefleksyjnymi, które mogą wymagać wielu dni przyzwyczajenia i treningu1,2. W połączeniu z innymi miarami bólu, MCA może generować cenne informacje na temat afektywnych i motywacyjnych aspektów bólu.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie eksperymenty z użyciem myszy i procedury w nich przestrzegane zostały zatwierdzone przez Instytucjonalne Komitety ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania MD Anderson Cancer Center i Uniwersytetu Stanforda, zgodnie z Przewodnikiem National Institutes of Health dotyczącym opieki i użytkowania zwierząt laboratoryjnych.
1. Budowa MCA
2. Habituacja i testowanie MCA myszy
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Test MCA był z sukcesem stosowany w kilku mechanistycznie odmiennych mysich modelach bólu. Rysunek 2 przedstawia dane, w których wybraną miarą wyniku było przekroczenie punktu środkowego komory 2 (Rysunek 2A). Dane uzyskane przy zastosowaniu punktu połowy drogi w porównaniu z ucieczką do komory 3 są bardzo podobne, ~40 s dla połowy drogi względem ~45 s dla ucieczki do komory 3 w modelu bólu neuropatycznego wywołanego urazem oszczędzającym nerw (SNI) przy wysokoś...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Podobnie jak w przypadku wszystkich testów behawioralnych, przez cały czas niezbędne jest właściwe obchodzenie się, randomizacja i ślepota na leczenie zwierząt. Biorąc pod uwagę wieloczynnikowy wpływ na złożone zachowania i podejmowanie decyzji, konieczne jest, aby zwierzęta były traktowane, przyzwyczajane i testowane tak konsekwentnie, jak to możliwe, przy jednoczesnym minimalizowaniu stresu. Należy również zadbać o odtworzenie czasu umieszczenia myszy w komorze 1, włączenia świateł LED i usunięcia bariery, ponieważ róż...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych istotnych konfliktów interesów.
GM jest wspierany przez NDSEG Graduate Fellowship. VLT jest wspierany przez NIH NIGMS grant #GM137906 oraz Fundację Rity Allen. AJS jest wspierany przez granty Departamentu Obrony W81XWH-20-1-0277, W81XWH-21-1-0197 oraz Fundację Rity Allen. Jesteśmy wdzięczni dr Alexxai Kravitzowi z Washington University School of Medicine za zaprojektowanie i bezpłatne udostępnienie plików drukarki 3D dla podłogi komory 2 i płytki sondy.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 32,8 stopy 3000K-6000K Przestrajalne białe taśmy LED, ściemnialne super jasne taśmy LED z 600 diodami LED SMD 2835 | Lepro | SKU: 410087-DWW-US | Do komory oświetleniowej 1. |
| https://www.lepro.com/32ft-dimmable-tunable-white-led-strip-lights.html Wydrukowane w 3D "łóżko z kolcami" i "komora 2 piętro" | Shapeways | N/A | Opcjonalnie, do sond mechanicznych jako alternatywa dla pinów mapy. |
| 70% etanolu | Różne | nie dotyczy | Do czyszczenia MCA między myszami. |
| Acryl-Hinge 2 | TAP Plastics | N/A | do mocowania pokryw komór do tylnych ścian. https://www.tapplastics.com/product/plastics/handles_hinges_latches/acryl_hinge_2/122 |
| Arkusz akrylowy Chemcast Cast, przezroczysty | TAP Plastics | N/A | o grubości 3 mm. Na przednią ścianę komory 1. https://www.tapplastics.com/product/plastics/cut_to_size_plastic/acrylic_sheets_cast_clear/510 |
| Chemcast Cast Przezroczysty kolorowy akryl, przezroczysty ciemnoczerwony - 50% | TAP Plastics | N/A | o grubości 3mm. 50% przepuszczalności światła. Do ścian i pokryw komór 2 i 3. https://www.tapplastics.com/product/plastics/cut_to_size_plastic/acrylic_sheets_transparent_colors/519 |
| Chemcast Półprzezroczysty i Nieprzezroczysty kolorowy odlew akrylowy, znak nieprzezroczysty biały - 0,1% | TAP Tworzywa sztuczne | N/A | o grubości 3 mm. Do ścian bocznych i pokrywy komory 1. https://www.tapplastics.com/product/plastics/cut_to_size_plastic/acrylic_sheets_color/341 |
| Środek dezynfekujący (np. Quatricide) | Pharmacal Research Laboratories, Inc. | 65020F | Do dezynfekcji MCA na koniec sesji testowej. |
| Markery i tablica suchościeralna | Różne | nie dotyczy | Aby dodać informacje eksperymentalne na początku materiału wideo. |
| Piny mapowe | Różne | Nie dotyczy | Opcjonalnie, do sond mechanicznych. Użyj papieru ściernego, aby stępić ostre punkty przed użyciem. Może być stosowany zamiast części drukowanych w 3D. |
| Ręczniki papierowe | Różne | Nie dotyczy | Do czyszczenia/dezynfekcji MCA. |
| SCIGRIP Weld-On #3 Cement akrylowy | TAP Plastics | N/A | Do montażu arkuszy akrylowych w komorach i mocowania zawiasów. https://www.tapplastics.com/product/repair_products/plastic_adhesives/weld_on_3_cement/131 |
| Stoper | Różne | Nie dotyczy | Do nagrywania opóźnień ucieczki/czasów przebywania w czasie rzeczywistym lub z nagranego wideo. |
| Timer | Różne | Nie dotyczy | Aby zapewnić włączenie diody LED, usuwanie bariery i zakończenie testu są konsekwentnie mierzone w czasie. |
| Kamera wideo | Różne | HDRCX405 Kamera Handycam | Do nagrywania zachowania myszy w urządzeniu MCA. Można go zastąpić dowolną kamerą wideo klasy konsumenckiej o rozdzielczości 1080p. |
| Statyw | Famall | N/A | Dopuszczalny jest każdy statyw, który może utrzymać kamerę na wysokości ławki do nagrywania materiału MCA. |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.