Быстрое определение тепловых Ноцицептивная порога в диабетических крыс
17 мая 2012 г.
Здесь мы рассмотрим быстрый надежный и простой процедурой, чтобы определить самую низкую температуру, при которой крыс или мышей показывают nocifensive поведения, Т.е. Ноцицептивных тепловой порог (ТНТ). Этот метод применяется медленно растущих тепловых стимулов позволяет точную и воспроизводимую оценку ТНТ с минимальным, если таковые имеются, стресс для животных.
Общая цель данной процедуры — определить порог термической ноцицепции у контрольных крыс и крыс с сахарным диабетом. На первом этапе животное помещают на прибор для измерения анальгезии с подогреваемой платформой с постепенным повышением температуры. Затем, в процессе нагрева поверхности, температура платформы постепенно увеличивается.
За животным наблюдают на предмет отсутствия выраженных реакций. При появлении такого поведения нагрев прекращают и фиксируют температуру пластины в этот момент. В конечном итоге можно получить результаты, демонстрирующие изменения порога термической ноцицепции у животных, получавших анальгетики или страдающих болезненной диабетической нейропатией.
Основным преимуществом данного метода перед существующими способами, такими как использование нагревательной плиты, которая обычно устанавливается на температуру выше пороговой, является постепенное повышение температуры плиты в нашем методе, что позволяет точно определить порог термической ноцицепции. Порог термической ноцицепции или TNT определяется с помощью прибора для инкрементальной анализии на нагревательной плите, или IH pam. Компоненты этой системы включают наблюдательную камеру из плексигласа, алюминиевую плиту с регулируемой температурой, клавиатуру для программирования и ножной переключатель для дистанционного управления устройством.
Данные собираются с помощью специализированного программного обеспечения на подключенном компьютере. В качестве альтернативы можно распечатать бумажные копии, используя последовательный порт, расположенный на устройстве. Поместите зеркало позади камеры из плексигласа, чтобы улучшить видимость поведения животного.
Затем установите желаемую скорость нагрева, а также начальную температуру ожидания и конечную температуру отключения. Нажмите ножную педаль, чтобы запустить и остановить систему. Убедитесь, что начальная температура ожидания и конечная температура отключения, а также время достижения конечной температуры зафиксированы.
При желании экспериментатор может протестировать систему на себе, убрав руку с металлической пластины в момент возникновения болевого ощущения. Воздействие не должно вызывать повреждения кожи или последующего дискомфорта.
Начните акклиматизацию накануне вечером, поместив клетки на стол, где будет проходить тестирование. За два часа до начала испытаний включите панель IH, чтобы животные привыкли к фоновому шуму установки.
На данном этапе систему можно настроить и протестировать, как было показано ранее. После того как животные адаптируются к окружающей среде, осторожно поместите крысу в плексигласовую камеру на подогреваемую поверхность. Позвольте животному исследовать камеру в течение нескольких минут.
Начните тестирование. Когда животное будет выглядеть готовым к началу испытания, нажмите ножной переключатель, чтобы начать нагрев платформы. Наблюдайте за поведением животного по мере нагревания платформы.
Как правило, лицам, впервые применяющим данный метод, может быть сложно, так как идентификация выраженного агрессивного поведения не всегда однозначна и требует практики. Агрессивное поведение не характеризуется вылизыванием, встряхиванием или приподниманием любой из задних пор. Полезно отметить, что первым наблюдаемым поведением может быть вылизывание четырех пор с последующей реакцией задних пор.
При наблюдении наиболее выраженного болевого поведения нажмите ножную педаль, чтобы завершить испытание, и верните животное в домашнюю клетку. Температура, вызывающая такое поведение, считается термическим ноцицептивным порогом или TNT контрольного животного. Установка очищается, и тест повторяется для следующего животного.
Ниже приведены пороги термической ноцицепции для здоровых молодых взрослых крыс и мышей. Представленные данные показывают, что TNT у крыс не изменялись при тестировании в течение четырехдневного периода. Аналогично, TNT у мышей оставались стабильными для животных разных возрастов.
В данном примере проводились повторные измерения TN TS у молодых взрослых крыс с диабетом, индуцированным STZ. Начиная с двух недель после развития диабета, наблюдается устойчивое снижение порогов термической ноцицепции. Здесь IH pam использовался для тестирования острых антиноцицептивных свойств анальгезирующего соединения.
А, соединение вызвало слабый анальгетический эффект у контрольных животных по сравнению с животными, получавшими плацебо. Однако анальгезия была более выраженной у диабетических животных, получавших соединение, по сравнению с контрольной группой, получавшей плацебо. При выполнении данной процедуры крайне важно постоянно контролировать поведение животного, особенно реакции, возникающие в области рецептора животного.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данной статье описывается простой и надежный метод определения порога термической ноцицепции (ПТН) у крыс и мышей. Метод заключается в воздействии постепенно нарастающего термического стимула для точной оценки ПТН при минимальном стрессе для животных.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейронаука
- Поведенческий анализ
- Термическая ноцицепция
Теоретическая справка
- Понимание ноцицептивного поведения имеет решающее значение для исследований боли.
- Порог термической ноцицепции является ключевым показателем при оценке чувствительности к боли.
- Существующие методы могут вызывать стресс у животных, что влияет на результаты.
- Данное исследование направлено на поиск менее стрессовой альтернативы.
Цель исследования
- Определить порог термической ноцицепции у контрольных крыс и крыс с сахарным диабетом.
- Оценить влияние анальгетиков на ноцицептивное поведение.
- Оценить изменения TNT, связанные с болезненной диабетической нейропатией.
Используемые методы
- Размещение животного на нагревательной платформе с постепенным повышением температуры.
- Поэтапное повышение температуры нагревательной платформы.
- Наблюдение за животным для выявления ноцицептивных поведенческих реакций.
- Фиксация температуры, при которой наблюдается ноцицептивное поведение.
Основные результаты
- Точное измерение TNT при минимальном стрессе для животных.
- Возможность выявления изменений TNT вследствие применения анальгетиков.
- Понимание влияния диабетической нейропатии на чувствительность к боли.
- Воспроизводимость результатов в различных сериях опытов.
Выводы
- Данный метод обеспечивает надежную оценку порогов термической ноцицепции.
- Его можно использовать для оценки эффективности стратегий купирования боли.
- Этот подход расширяет понимание механизмов боли на моделях животных.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Точное измерение порога термической ноцицепции (TNT) позволяет объективно оценить чувствительность к боли на доклинических моделях диабетической нейропатии, что способствует валидации мишеней и тестированию эффективности анальгетиков. Воспроизводимость данного метода и его чувствительность к состояниям гипералгезии обеспечивают прогностическую уверенность при снижении рисков для кандидатов в анальгетики перед переходом к исследованиям на более поздних этапах. Этот подход решает ключевую проблему в исследованиях боли, предлагая количественный, трансляционно значимый конечный показатель для механистической и терапевтической оценки.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет проверять терапевтические гипотезы, связанные с путями передачи боли, и проводить механистическую оценку рисков мишеней, участвующих в развитии термической гипералгезии.
- Операционная ценность: обеспечивает чувствительный количественный показатель для оценки взаимодействия с мишенью в моделях диабетической нейропатии.
- Прогностическая ценность: способствует сортировке портфеля препаратов путем выявления изменений TNT, связанных с применением анальгетиков, что позволяет принимать решения о продолжении или прекращении разработки (go/no-go).
Скрининг и разработка анализа
- Готовность анализа: Создает стандартизированную, воспроизводимую платформу для оценки влияния соединений на термическую ноцицепцию.
- Количественный результат: Обеспечивает непрерывные измерения TNT, которые позволяют проводить анализ зависимости «доза-эффект» и ранжировать соединения.
- Масштабируемость: Совместимость с высокопроизводительным тестированием благодаря автоматизированному повышению температуры и протоколам наблюдения за поведением.
Трансляционные и доклинические исследования
- Значимость для заболевания: напрямую моделирует гипералгезию при болезненной диабетической нейропатии, которая является основным симптомом PDN.
- Трансляционная преемственность: связывает этап поиска новых соединений и доклиническую валидацию, обеспечивая консервативный показатель чувствительности к боли для разных видов.
- Прогресс с учетом рисков: поддерживает объективный процесс принятия решений о дальнейшем продвижении соединения на основе сдвигов TNT у животных с диабетом по сравнению с контрольной группой.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный метод вписывается в континуум разработки: от валидации мишени и идентификации соединений-лидеров до доклинических испытаний эффективности, особенно в рамках программ по изучению ЦНС и анальгетиков, направленных на лечение нейропатической боли.
- Открывающая биология: обеспечивает проверку гипотез о ноцицептивных путях и биологическую оценку рисков мишеней, участвующих в развитии диабетической гипералгезии.
- Скрининг: предоставляет воспроизводимые данные о термической чувствительности, готовые для использования в кампаниях по скринингу соединений.
- Аналитика: позволяет получать количественные значения TNT для статистического сравнения анальгетической эффективности и прогрессирования нейропатии.
- Трансляционные исследования: согласуется со стратегиями поиска биомаркеров, предоставляя функциональный коррелят чувствительности к боли в моделях диабета.
- Корпоративное использование: служит многократно используемой платформой для программ по поиску анальгетиков, требующих объективного измерения конечных точек боли.
Операционное и корпоративное влияние
- Научная ценность: Повышает достоверность прогнозов при валидации мишеней за счет снижения механистической неопределенности в модуляции путей передачи болевых сигналов.
- Операционная ценность: Обеспечивает стандартизацию и воспроизводимость результатов в разных лабораториях и центрах исследований.
- Стратегическая ценность: Повышает эффективность использования капитала, позволяя раньше выявлять неэффективные анальгетики с помощью чувствительного определения TNT.
- Влияние на портфель: Способствует приоритизации соединений с учетом рисков на основе доказуемых эффектов в моделях диабетической нейропатии.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области поведенческой нейробиологии и распознавания ноцицептивного поведения.
- Зависит от калиброванного прибора для анализа анальгезии на горячей пластине с инкрементальным нагревом и систем контроля температуры.
- Требуется стандартизированное обучение наблюдателей для обеспечения согласованного выявления ноцицептивных реакций.
- Включает протоколы акклиматизации для минимизации стресса от окружающей среды и вариабельности базовых показателей.
- Ограничено термической модальностью; не позволяет оценить механическую или химическую ноцицепцию без использования дополнительных анализов.
