27 апреля 2014 г.
Приблизительно 3-8 миллионов человек в Соединенных Штатах страдают от интерстициального боли цистит / мочевого пузыря синдрома (IC / БТС), изнурительной состояние, характеризующееся частично тазовой боли. С целью изучения нервной системы вклад в состоянии, физиологический модель мочевого пузыря боли используется в мышей и крыс.
Общей целью этой процедуры является создание физиологической модели вредной боли в мочевом пузыре и мышей в течение всей процедуры. Температура тела поддерживается с помощью грелки и верхнего лучистого обогревателя. Первым шагом в операции является введение катетера в уретру мыши, находящейся под наркозом.
Второй шаг – сделать разрез, чтобы обнажить левую мышцу живота. Третий шаг – откусить мышцу с помощью иглы 21 калибра. Затем в иглу вводится изогнутый электрод из серебряной проволоки.
Затем игла протягивается обратно через мышцу, оставляя проволоку в мышце. Этот процесс повторяется для второго электрода с серебряной проволокой. Четвертый шаг — поместить провод заземления в грудную клетку мыши.
Пятым шагом после завершения операции является расширение мочевого пузыря и запись ответов ЭМГ. Это делается путем подключения трех электродов с серебряной проволокой к усилителю и дигитайзеру для записи отклика мотора внутренних органов или VMR. Затем катетер мочевого пузыря подключается к регулятору давления времени и воздушному баллону для подачи определенных стимулов, которые расширяют мочевой пузырь с различным давлением на 15 миллиметров ртутного столба.
VMR не записывается. Однако при 30, 45 и 60 миллиметрах ртутного столба VMR увеличивается с увеличением давления. При построении графика можно увидеть градуированное ступенчатое увеличение нормализованного VMR с увеличением давления.
Эта процедура может помочь понять понимание висцеральной боли в мочевом пузыре. В частности, используя модель растяжения мочевого пузыря, можно исследовать всю нервную систему в контексте вредной висцеральной стимуляции. Это включает в себя запись и исследование самих периферических нервов, вторичных нейронов в спинном мозге и высших нейронов в стволе мозга и головном мозге.
Кроме того, новые методы лечения боли в мочевом пузыре у людей могут быть протестированы на этой физиологической модели боли в мочевом пузыре. Вызовите обезболивающее состояние, поместив мышь в индукционную камеру с концентрацией от двух до 3% изо фтора. Извлеките мышь из индукционной камеры после того, как она потеряет письменный рефлекс.
Поместите мышь в носовой конус с содержанием фтора от двух до 2,5%. Далее переверните мышь так, чтобы ее спинная сторона была обращена вниз. После переворачивания проверьте глубину анестезии, зажав палец ноги щипцами.
Никакой реакции со стороны животного быть не должно. Далее аккуратно придерживайте щипцами отверстие уретры перпендикулярно телу мыши и введите кончик катетера в мочеиспускательный канал. Опустите катетер так, чтобы он был параллелен телу мыши, и осторожно введите катетер в тело мыши.
Осторожно надавите на живот, чтобы вывести мочу из мочевого пузыря. Замочите это листом бумажного полотенца. Нанесите спирт на живот, чтобы продезинфицировать область.
Сделайте разрез в один-два сантиметра в стерилизованной области, чтобы обнажить левую мышцу живота. С помощью ножниц раздвиньте кожу и ослабьте фасцию так, чтобы обнажилась верхняя косая мышца живота. На этом изображении мышца живота находится в верхней части хирургического отверстия, а мышца выступа — в нижней части.
Используйте иглу 21 калибра, чтобы взять небольшой кусочек мышцы. Протолкните иглу через мышцу. Во время этого процесса важно избегать любых кровеносных сосудов.
Далее введите один конец серебряной проволоки в иглу. Проведите иглой назад через мышцу, чтобы втянуть серебряную проволоку в мышцу, проволока должна быть вровень с прикусом мышцы. Повторите этот процесс.
Вживите вторую серебряную проволоку, примерно в 0,5 сантиметрах от первой проволоки. Далее вживите в грудную клетку третью серебряную проволоку. Этот провод выступает в роли заземления.
Нанесите теплое минеральное масло на открытые мышцы живота, чтобы они оставались влажными. Переместите мышь так, чтобы она лежала на боку в очень удобном положении. Далее подсоедините электродные зажимы к электродам из серебряной проволоки.
Расположите три зажима так, чтобы провода не соприкасались. Снизьте анестезию до 1,5% после завершения операции. Затем снижайте уровень анестезии на 0,125% каждые 15 минут, пока мышь не проявит реакцию сгибания на палец ноги.
Щипки без вокализации или передвижения. Подсоедините катетер мочевого пузыря к воздушной трубке, которая подсоединена к регулятору давления времени. Он используется для контроля длины интервала предварительного давления, испытания растяжения под давлением и интервала между испытаниями после давления.
Выполните растяжение на расстоянии 60 миллиметров ртутного столба, чтобы проверить реакцию мыши на растяжение. Должен быть виден сильный сигнал ЭМГ, превышающий 0,5 вольта. Если это видно, выполните еще два растяжения, чтобы подтвердить ответ.
Если соответствующая реакция не наблюдается, необходимо понизить уровень изофа фтора. Если мышь начинает издавать звуки или передвигаться во время исследования расширения, необходимо повысить уровень фтора Isof. В данном примере вы можете увидеть сильную реакцию ЭМГ.
Это можно считать хорошей реакцией BIMO на растяжение мочевого пузыря, и никаких изменений уровня фтора Isof не требуется. Во многих исследованиях используются дифференцированные растяжения, которые начинаются при низких давлениях, таких как 15 миллиметров ртутного столба, и переходят к более вредным давлениям. Теперь данные собраны.
Его необходимо обработать и проанализировать. Первым шагом является исправление всего набора данных путем взятия абсолютного значения каждой точки. Это проще всего сделать с помощью программного обеспечения для анализа данных, но это также можно сделать вручную.
Теперь, когда данные скорректированы, определите среднюю реакцию ЭМГ в предыстории эксперимента. Вычтите этот фоновый ответ ЭМГ из каждой точки данных в эксперименте, чтобы получить набор фоновых скорректированных данных. Затем определите область под кривой для интервала предварительного давления, а затем область под кривой для испытания на растяжение давлением.
Этот процесс повторяется для всех интервалов предварительного давления и испытаний на растяжение давлением. Вот скриншот из набора проанализированных данных. Графики расположены в порядке сверху вниз, это исходная ЭМГ, давление, зарегистрированное датчиком давления, сигнал стимула и, наконец, область под кривой графика.
В этом примере, чтобы определить ненормализованное значение VMR для первого испытания с растяжением под давлением, необходимо просто вычесть рассчитанную площадь под кривой в начале испытания из площади под кривой в конце испытания. Наконец, каждая пробная область растяжения давления под кривой нормализуется в соответствии с наименьшим измеренным предварительным интервалом давления. Это делается путем деления каждого испытания растяжения давления на наименьшее испытание интервала предварительного давления, чтобы получить нормализованный VMR в вольтах на секунды.
Вот график, показывающий нормализованный VMR для одного набора растяжений в диапазоне от 15 до 75 миллиметров ртутного столба. Вы можете видеть постепенное увеличение VMR по оси Y с увеличением давления на оси x. Кроме того, на протяжении трех наборов градуированных растяжений в диапазоне от 15 до 75 миллиметров ртутного столба вы можете видеть, что общий VMR от этой мыши постоянен между наборами.
Стабильность данной методики позволяет делать манипуляции, которые могут длиться несколько часов. Наконец, это иллюстрирует важность тщательного контроля температуры тела во время процедуры растяжения мочевого пузыря VMR. Вот набор данных, показывающий, что снижение температуры тела с 37,5 до 33,5 градусов Цельсия приводит к значительному снижению ВМР до 60 миллиметров ртутного пузыря.
После просмотра этого видео вы должны иметь хорошее представление о том, как хирургически имплантировать проволочные электроды и катетер мочевого пузыря для использования с моделью растяжения мочевого пузыря при висцеральной боли. Вы также должны лучше понимать, как анализируются данные, полученные в результате этого анализа. Спасибо за просмотр и удачи в ваших экспериментах.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
В данном исследовании создается физиологическая модель ноцицептивной боли в мочевом пузыре у мышей. Модель предназначена для изучения вклада нервной системы в развитие интерстициального цистита/синдрома боли в мочевом пузыре (IC/BPS) — заболевания, которым страдают миллионы людей.
Эта модель представляет собой физиологически релевантную систему для изучения механизмов висцеральной боли, лежащих в основе интерстициального цистита/синдрома болезненного мочевого пузыря (IC/BPS) — состояния с серьезной неудовлетворенной медицинской потребностью. Обеспечивая градуированные, количественно оцениваемые висцеромоторные реакции (VMR) на растяжение мочевого пузыря, она позволяет проводить валидацию мишеней и снижение механистических рисков на ранних этапах поиска лекарственных средств. Воспроизводимость данного анализа и считывание показателей на уровне всей нервной системы способствуют трансляционной преемственности от идентификации мишени до доклинической валидации.
Метод анализа растяжения мочевого пузыря с использованием МРТ-визуализации (VMR) вписывается в континуум разработки лекарственных средств — от валидации мишени и идентификации ведущих соединений до доклинического тестирования эффективности, особенно для анальгетиков, действующих на ЦНС, и модуляторов, воздействующих на мочевой пузырь.