Summary
لتطوير تدخلات علاجية جديدة للوقاية من آلام الظهر وإدارتها ، هناك حاجة إلى نماذج حيوانية لفحص آليات وفعالية هذه العلاجات من منظور متعدي. يصف هذا البروتوكول اختبار BMS ، وهي طريقة موحدة لتقييم الحساسية الميكانيكية للظهر في الفئران.
Abstract
آلام أسفل الظهر هي السبب الرئيسي للإعاقة في جميع أنحاء العالم ، مع عواقب شخصية واقتصادية واجتماعية دراماتيكية. لتطوير علاجات جديدة ، هناك حاجة إلى نماذج حيوانية لدراسة آليات وفعالية العلاجات الجديدة من منظور متعدي. يتم استخدام العديد من نماذج القوارض من آلام الظهر في التحقيقات الحالية. ومع ذلك ، من المثير للدهشة أنه لم يتم التحقق من صحة أي اختبار سلوكي موحد لتقييم الحساسية الميكانيكية في نماذج آلام الظهر. هذا أمر بالغ الأهمية لتأكيد أن الحيوانات التي تعاني من آلام الظهر المفترضة تقدم فرط الحساسية المحلية لمحفزات مسبب للألم ، ولمراقبة الحساسية أثناء التدخلات المصممة لتخفيف آلام الظهر. الهدف من هذه الدراسة هو وضع اختبار بسيط ويمكن الوصول إليه لتقييم الحساسية الميكانيكية في الجزء الخلفي من الفئران. تم تصنيع قفص اختبار خصيصا لهذه الطريقة. الطول × العرض × الارتفاع: 50 × 20 × 7 سم ، مع وجود شبكة من الفولاذ المقاوم للصدأ في الأعلى. يسمح قفص الاختبار هذا بتطبيق المحفزات الميكانيكية على الظهر. لإجراء الاختبار ، يتم حلق الجزء الخلفي من الحيوان في المنطقة محل الاهتمام ، ويتم وضع علامة على منطقة الاختبار لتكرار الاختبار في أيام مختلفة ، حسب الحاجة. يتم تحديد العتبة الميكانيكية باستخدام خيوط Von Frey المطبقة على العضلات المجاورة للعمود الفقري ، باستخدام طريقة أعلى لأسفل الموضحة سابقا. تشمل الاستجابات الإيجابية (1) ارتعاش العضلات ، (2) التقوس (تمديد الظهر) ، (3) دوران الرقبة (4) خدش أو لعق الظهر ، و (5) الهروب. هذا الاختبار السلوكي (اختبار الحساسية الميكانيكية للظهر (BMS)) مفيد للبحث الميكانيكي مع نماذج القوارض لآلام الظهر لتطوير التدخلات العلاجية للوقاية من آلام الظهر وإدارتها.
Introduction
آلام أسفل الظهر (LBP) هي السبب الرئيسي للإعاقة في جميع أنحاء العالم ، والتي لها عواقب شخصية واقتصادية واجتماعية دراماتيكية1،2،3،4. كل عام ، يتأثر حوالي 37٪ من السكان ب5 ليرة لبنانية. عادة ما يتم حل LBP في غضون أسابيع قليلة ولكنه يتكرر في 24٪ -33٪ من الأفراد ، ويصبح مزمنا في 5٪ -10٪ من الحالات2. لفهم آليات وتأثيرات LBP وكذلك آثار التدخلات العلاجية المختلفة ، تم استخدام العديد من النماذج الحيوانية من LBP ، تحاكي الحالات السريرية أو بعض مكونات LBP6. يمكن تصنيف نماذج الفئران والجرذان هذه في واحدة أو أكثر من الفئات التالية: (1) الليرة اللبنانية القرصية 7،8،، (2) الليرة اللبنانيةالجذرية 8،9،10،11، (3) هشاشة العظام في مفصل الوجه 12، و (4)الليرة اللبنانية13،14 التي تسببها العضلات . نظرا لأنه لا يمكن قياس الألم مباشرة في الأنواع غير البشرية ، فقد تم تطوير العديد من الاختبارات لتحديد السلوكيات الشبيهة بالألم في هذه النماذج8. تقيم هذه الاختبارات السلوكيات التي يثيرها حافز ضار (القوة الميكانيكية 15،16،17 ، التحفيز الحراري 18،19،20،21،22،23،24،25) أو تنتج تلقائيا 26،27،28،29.
تشمل الطرق التي تستخدم المحفزات الميكانيكية اختبار Von Frey 15,16 واختبار Randall-Selitto17. تشمل الطرق التي تستخدم المحفزات الحرارية اختبار نفض الغبار عن الذيل18 ، واختبار الصفيحة الساخنة19 ، واختبار هارجريفز20 ، واختبار المسبار الحراري21. تشمل الطرق التي تستخدم المنبهات الباردة اختبار اللوحة الباردة22 ، واختبار تبخر الأسيتون 23 ، والفحص الأخمصي البارد24. تشمل طرق السلوكيات العفوية مقاييس التجهم 26 ، والحفر27 ، وتحليل حمل الوزن والمشي 28 ، بالإضافة إلى التحليل السلوكي الآلي29. على الرغم من هذه الاختبارات العديدة المتاحة ، لم يتم تصميم أي منها خصيصا لنماذج آلام الظهر.
الهدف من هذه الدراسة هو وضع اختبار بسيط ويمكن الوصول إليه لتقييم الحساسية الميكانيكية في الجزء الخلفي من الفئران. تعتمد هذه التقنية إلى حد كبير على اختبار Von Frey المطبق على السطح الأخمصي للمخلب الخلفي15,16. المبدأ الأساسي لاختبار Von Frey هو استخدام سلسلة من الشعيرات الأحادية إلى المنطقة ذات الاهتمام ، مما يوفر قوى ثابتة محددة مسبقا. تعتبر الاستجابة إيجابية إذا أظهر الجرذ سلوكا مسببا. يمكن بعد ذلك حساب العتبة الميكانيكية بناء على الخيوط التي أثارت استجابات. في هذه الدراسة ، يتم توفير طريقة بسيطة ويمكن الوصول إليها مقتبسة من اختبار Von Frey لتحديد الحساسية الميكانيكية في الجزء الخلفي من الفئران.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
تمت الموافقة على البروتوكول التجريبي من قبل لجنة رعاية الحيوان بجامعة كيبيك في تروا ريفيير ويتوافق مع المبادئ التوجيهية للمجلس الكندي لرعاية الحيوان والمبادئ التوجيهية للجنة البحوث والقضايا الأخلاقية التابعة للجمعية الدولية لدراسة الألم (IASP). استخدمت الدراسة الحالية ستة ذكور من فئران Wistar (وزن الجسم: 320-450 جم ؛ العمر: 18-22 أسبوعا). تم الحصول على الحيوانات من مصدر تجاري (انظر جدول المواد). البيانات من هذه الفئران مأخوذة من عينة أكبر من دراسة سابقة30.
1. التحضير التجريبي
- إيواء الحيوانات في غرفة يتم التحكم في درجة حرارتها في مرافق الحيوانات القياسية مع إمكانية الوصول إلى الطعام والماء حسب الطلب ودورة الضوء والظلام من 14 ساعة إلى 10 ساعات. تأكد من أن جميع الحيوانات بصحة جيدة في يوم التجارب.
- قم بإنشاء نموذج حيواني لآلام الظهر المزمنة باتباع الخطوات أدناه.
- للحث على آلام الظهر المزمنة ، قم بإجراء الحقن العضلي لمساعد فرويند الكامل (CFA) في عضلات الظهر بعد التقارير السابقة14،30،31.
- تخدير الحيوان باستخدام الأيزوفلوران (4٪ للحث و 2٪ -2.5٪ للصيانة).
- باستخدام إبرة 27 G ، قم بحقن 150 ميكرولتر من مستحلب الماء في الزيت الجاهز للاستخدام من CFA (انظر جدول المواد) في العضلات المجاورة للعمود الفقري من جانب واحد أو ثنائي ، اعتمادا على احتياجات البروتوكول.
- احتفظ بإبرة الحقن في مكانها لمدة 3 دقائق على الأقل بعد الانتهاء من الحقن. بالنسبة للحيوانات في المجموعة الضابطة ، استخدم نفس الإجراءات30 ، ولكن حقن محلول ملحي فسيولوجي معقم (150 ميكرولتر ، 0.9٪) بدلا من CFA.
- تلفيق قفص الاختبار.
- اصنع قفص اختبار لحيوانين يتكون من غرفة واحدة لكل.
ملاحظة: بالنسبة للدراسة الحالية، لكل غرفة الأبعاد التالية: الطول × العرض × الارتفاع: 50 × 20 × 7 سم (انظر جدول المواد). - قم بتركيب الغرفتين المتجاورة على أربعة أرجل زجاجية بطول 33 سم. استخدم زجاج شبكي شفاف لجدران الغرف ، ولكن استخدم زجاج شبكي أسود لفصل الغرف لمنع الحيوانات من رؤية بعضها البعض.
- استخدم شبكة من الفولاذ المقاوم للصدأ مصنوعة من سلك 1 مم بمسافة 8 مم بين الأسلاك لعمل أرضية وسقف قفص الاختبار (الشكل 1).
- اصنع قفص اختبار لحيوانين يتكون من غرفة واحدة لكل.
2. اختبار الحساسية الميكانيكية الخلفية (BMS)
- تعرف الحيوان على قفص الاختبار لمدة 30 دقيقة / يوم لمدة 5-7 أيام متتالية قبل الاختبار الأول. كرر الاختبار حسب الحاجة.
- تخدير الحيوانات باستخدام 2٪ إيزوفلوران31 (انظر جدول المواد).
- في وضعية الانبطاح تحت تخدير الأيزوفلوران ، احلق الشعر الخلفي للمنطقة محل الاهتمام (من مستويات العمود الفقري T6 إلى L6) باستخدام أداة تشذيب شعر الحيوان (انظر جدول المواد). للتدابير المتكررة ، احلق شعر الظهر كل 3 أيام في اليوم دون تقييم سلوكي لضمان تطبيق المحفزات دائما مباشرة على الجلد. ارسم علامة سوداء على الجلد بعلامة دائمة للتأكد من أن الخيوط يتم تطبيقها دائما على نفس المنطقة عند تكرار الاختبار في أيام مختلفة.
- في يوم الاختبار ، ضع الحيوانات في قفص الاختبار لمدة 15-30 دقيقة قبل الاختبار حتى يهدأ الحيوان.
- أثناء الاختبار ، ضع خيوط Von Frey (0.07 ، 0.16 ، 0.4 ، 0.6 ، 1 ، 2 ، 4 ، 6 ، 10 ، 15 ، و 26 جم) بشكل عمودي على الظهر ، مع البدء دائما بخيوط 2 g واستخدام طريقة أعلى لأسفل15 (انظر جدول المواد). اقترب من الجزء الخلفي من الحيوان ببطء مع خيوط من وراء الحيوان.
- ضع الفتيل فقط عندما يكون الحيوان مستيقظا ، ويقف على مخالبه الأربعة ، ولا يتحرك. ضع الفتيل لمدة 2 ثانية بشكل ثنائي على منطقة الاهتمام ، 10 مم من العملية الشائكة (الشكل 2) ، كل 15-30 ثانية.
ملاحظة: تعتبر الاستجابة إيجابية إذا أظهر الحيوان واحدا أو أكثر من السلوكيات التالية أثناء أو بعد تطبيق الفتيل مباشرة: (1) ارتعاش العضلات ، (2) التقوس (تمديد الظهر) ، (3) دوران الرقبة للنظر إلى الظهر ، (4) خدش أو لعق الظهر ، و (5) الهروب.
- ضع الفتيل فقط عندما يكون الحيوان مستيقظا ، ويقف على مخالبه الأربعة ، ولا يتحرك. ضع الفتيل لمدة 2 ثانية بشكل ثنائي على منطقة الاهتمام ، 10 مم من العملية الشائكة (الشكل 2) ، كل 15-30 ثانية.
- كما هو موضح سابقا15 ، إذا لم يلاحظ أي استجابة مع تطبيق خيوط ، فقم بتطبيق الفتيل التالي بقوة أعلى في السلسلة. إذا لوحظت استجابة ، فاستخدم الفتيل التالي بقوة أقل في السلسلة. استمر في هذا الإجراء حتى يتم الحصول على أربع قراءات بعد التغيير السلوكي الأول (الاستجابة بعد سلسلة من "عدم الاستجابة" أو عدم الاستجابة بعد سلسلة من "الاستجابة").
- بمجرد اكتمال جمع البيانات ، احسب القيمة التي تمثل 50٪ من العتبة الميكانيكية ، كما هو موضح بواسطة Chaplan et al.15 ، باستخدام هذه الصيغة:
عتبة 50٪ (ز) = 10 (Xf + kδ) / 10000
ملاحظة: في هذه الصيغة، "Xf" هي علامة المقبض لخيوط فون فراي الأخيرة التي تم استخدامها. "k" هي القيمة الجدولية بناء على نمط استجابة الحيوان15 ، و "δ" هو متوسط زيادات Handle Mark بين خيوط Von Frey. اعتمادا على التصميم التجريبي والاحتياجات التجريبية ، يمكن تقييم جانب واحد فقط من العمود الفقري للإبلاغ عن عتبة واحدة ، أو قد يتم تقييم جانبين ، ويتم الإبلاغ عن العتبات بشكل منفصل أو كمتوسط. راجع الجدول التكميلي 1 للاطلاع على نموذج الحساب32.
3. استعادة الحيوانات
- بعد اكتمال الحقن العضلي ، توقف عن التخدير وضع الحيوان بمفرده في قفص سكني قياسي للتعافي.
- خلال فترة الشفاء ، افحص سلوك الحيوان ولا تتركه دون مراقبة.
- تأكد من أن الحيوان يتعافى من التخدير ويتحرك بشكل طبيعي في غضون 5 دقائق. ثم أعد الحيوان إلى قفصه السكني المعتاد مع الحيوانات الأخرى.
ملاحظة: في نهاية التجربة ، يتم اختراق الحيوان من خلال القلب بمحلول فورمالين بنسبة 10٪ ، تحت تخدير إيزوفلوران عميق (5٪). ثم يتم استخراج عضلات الظهر في المنطقة المحقونة للأنسجة وتأكيد التغيرات الالتهابية.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
تم استخدام الطريقة في دراسة سابقة ، حيث تم تقديم بيانات وإحصاءات كاملة لمقارنة الحساسية الميكانيكية بين CFA والفئرانالضابطة 30. يتم عرض البيانات الفردية التمثيلية (متوسط العتبات اليسرى واليمنى) من ستة فئران مدرجة في الدراسة السابقة في الشكل 3 والجدول 1. عند خط الأساس ، كانت الحساسية الميكانيكية متشابهة بين المجموعات. تسبب الحقن العضلي ل CFA في عضلات أسفل الظهر في زيادة ملحوظة في الحساسية الميكانيكية (انخفاض العتبة) من 7 أيام إلى 28 يوما بعد حقن CFA. في المقابل ، لم تظهر الفئران الضابطة (CTL) هذا التغيير. كما هو موضح في الشكل 3 ، لوحظ التباين داخل الحيوانات وفيما بينها ، كما هو متوقع مع هذا النوع من التقييم السلوكي. ومع ذلك ، أظهرت الفئران CFA شديدة الحساسية انخفاض التباين. بناء على الدراسة السابقة 30 ، 16 حيوانا (8 CFA و 8 CTL) كافية للكشف عن تأثير كبير بين المجموعات بمرور الوقت (η2p =0.38) لمدة 5 نقاط زمنية.
في هذه الدراسة ، تم تأكيد وجود تغيرات التهابية مزمنة في العضلات المحقونة ب CFA عن طريق الفحص النسيجي (الشكل 4)30. أيضا ، لوحظ فرط الحساسية الميكانيكية في مخلب الخلف مع اختبار فون فراي القياسي ، بالإضافة إلى الظهر (الشكل 5)30. في الدراسات السابقة مع نفس نموذج آلام الظهر ، أظهرنا زيادة في سلوك الألم التلقائي والتغيرات العصبية الالتهابية والفسيولوجية العصبية14,31. في الواقع ، تم زيادة سلوكيات اللعق في CFA مقارنة بالفئران الضابطة أثناء اختبار الفورمالين ، وتم تغيير استجابات الوحدة الواحدة للتحفيز الضار للعصب الوركي في اللوزة اليمنى31. بالإضافة إلى ذلك ، تم زيادة تعبير بروتين NF-kB في الحبل الشوكي ل CFA مقارنة بالفئران الضابطة14. معا ، تتحقق نتائج هذه الدراسات من صحة نموذج آلام الظهر المزمن هذا ، وتوضح الدراسة الحالية بصريا كيفية تأكيد وجود فرط الحساسية الميكانيكية في الجزء الخلفي من نموذج الفئران هذا.
الشكل 1: قفص اختبار الحساسية الميكانيكية الخلفية (BMS). (أ) رسم تخطيطي لقفص الاختبار. (ب) قفص اختبار مصنوع خصيصا يتكون من غرفتين ، واحدة لكل. ج: منظر جانبي لقفص الاختبار مع وجود فأر في إحدى الغرف. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: تقييم الحساسية الميكانيكية للظهر. يقترب المجرب من الحيوان من الخلف ويطبق خيوط Von Frey على منطقة الاهتمام ، على بعد 10 مم أفقيا من العملية الشائكة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3: أمثلة فردية للحساسية الميكانيكية للظهر. الحساسية الميكانيكية للظهر في فئران CFA والسيطرة (CTL) ، عند خط الأساس و 7 و 14 و 21 و 28 يوما بعد الحقن العضلي ل CFA أو المالحة ، على التوالي. يتم عرض البيانات الفردية بواسطة دوائر مملوءة باللون الرمادي (CTL) والأسود (CFA). تشير الأشرطة الأفقية إلى الوسيلة. تشير أشرطة الخطأ إلى الخطأ القياسي للمتوسط. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4: التأكيد النسيجي لالتهاب العضلات المزمن. أمثلة فردية لعضلات الظهر من فئران CFA والضوابط30. (أ) عضلات الظهر السليمة من فأر التحكم بعد 14 يوما من الحقن العضلي للمحلول الملحي. (ب-ج) أظهرت عضلات الظهر من اثنين من الفئران المعالجة ب CFA التهابا مزمنا بعد 14 يوما من حقن CFA العضلي ، مع تسلل واضح للكريات البيض. تم استخدام تلوين الهيماتوكسيلين-يوزين لتلطيخ شرائح العضلات. شريط المقياس = 250 ميكرومتر. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 5: فرط الحساسية الميكانيكية في فئران CFA30. دورة زمنية للحساسية الميكانيكية على مدى 4 أسابيع ، بعد حقن CFA (ن = 8) أو محلول ملحي (ن = 8) في عضلات الظهر (مستوى L5-L6). (أ-ب) الحساسية الميكانيكية تحت الكفوف الخلفية اليسرى واليمنى. انخفضت العتبات الميكانيكية بشكل كبير في CFA مقارنة بالفئران الضابطة (P < 0.01) بمرور الوقت. لم يكن هذا التأثير مختلفا بشكل كبير بين الكفوف الخلفية اليسرى واليمنى (P = 0.7). لكل من الكفوف الخلفية مجتمعة ، كشف اختبار Tukey HSD عن عتبات ميكانيكية أقل في CFA مقارنة بالفئران الضابطة ، من 1 أسبوع إلى 4 أسابيع بعد الحقن (جميع P < 0.03). يتم عرض الدورات الزمنية للمخالب الخلفية المنفصلة لأغراض التوضيح فقط (التفاعل غير مهم ، انظر النتائج للحصول على التفاصيل). (ج-د) الحساسية الميكانيكية في الظهر. انخفضت العتبات الميكانيكية بشكل كبير في CFA مقارنة بالفئران الضابطة (P < 0.001) بمرور الوقت. لم يكن هذا التأثير مختلفا بشكل كبير بين مواقع التقييم اليمنى واليسرى (P = 0.3). بالنسبة لمواقع التقييم اليمنى واليسرى مجتمعة ، كشف اختبار Tukey HSD عن عتبة ميكانيكية أقل في CFA مقارنة بالفئران الضابطة ، من 1 أسبوع إلى 4 أسابيع بعد الحقن (جميع P < 0.05). يتم عرض الدورات الزمنية للمخالب الخلفية المنفصلة لأغراض التوضيح فقط (التفاعل غير مهم ، انظر النتائج للحصول على التفاصيل). في اللوحة (D) ، لا تظهر البيانات الفردية لفأر CFA واحد عند خط الأساس (9.6 جم) لأغراض التوضيح. تمثل المناطق المظللة تقييم خط الأساس. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| جرذ | مجموعة | الاساس | اليوم 7 | اليوم 14 | اليوم 21 | اليوم 28 |
| 1 | 2.34 | 0.29 | 0.12 | 0.29 | 0.29 | |
| 2 | فرنك | 1 | 0.48 | 0.05 | 0.48 | 0.08 |
| 3 | 1.26 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.19 | |
| متوسط ± SD | 1.53 ± 0.58 | 0.27 ± 0.18 | 0.07 ± 0.03 | 0.27 ± 0.18 | 0.19 ± 0.09 | |
| 4 | 1.59 | 2.61 | 0.64 | 3.26 | 2.45 | |
| 5 | سي تي ال | 1.15 | 0.63 | 3.41 | 2.3 | 1.29 |
| 6 | 0.43 | 1.26 | 0.77 | 0.32 | 2.09 | |
| متوسط ± SD | 1.06 ± 0.48 | 1.50 ± 0.83 | 1.61 ± 1.28 | 1.96 ± 1.22 | 1.94 ± 0.48 |
الجدول 1: أمثلة فردية للحساسية الميكانيكية للظهر في CFA والفئران الضابطة.
الجدول التكميلي 1: تحديد العتبة الميكانيكية. يستخدم جدول القوالب هذا لحساب العتبة الميكانيكية. يتم ملاحظة نمط الاستجابات (X / O) ، ويتم إدخال القيم اللازمة للحساب ل Xf و k فقط ، المقابلة لعلامة المقبض للخيوط الأخيرة التي تم استخدامها للاختبار والقيمة k المرتبطة بنمط الاستجابة ، في هذه الحالة ، XX متبوعا ب OOXXO. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
خطوات حاسمة
اختبار BMS هو طريقة بسيطة لتقييم الحساسية الميكانيكية في الجزء الخلفي من الفئران ، إما في نقطة زمنية واحدة أو بشكل متكرر على مدار أيام أو أسابيع ، عندما يتوقع حدوث تغييرات (نماذج الألم) أو بعد التدخل الدوائي أو غير الدوائي. تشمل المشكلات الحرجة لهذه الطريقة قفص الاختبار ، الذي يجب أن تضمن أبعاده أن الفئران مريحة ولكنها لا تتحرك كثيرا. يجب أن يظل ظهر الحيوان متاحا من خلال السقف الشبكي للتحفيز الميكانيكي القابل للتكرار. للحد من التباين في تقييم العتبة ، يجب حلق المنطقة الخلفية قيد التحقيق بحيث يتم تطبيق المحفزات الميكانيكية مباشرة على الجلد. بالإضافة إلى ذلك ، يجب وضع علامة على الجلد لتطبيق المحفزات الميكانيكية على نفس المنطقة. أخيرا ، يجب على المجرب الاقتراب من الفتيل إلى الجلد من خلف الحيوان لتجنب رؤيته من قبل الحيوان.
بالمقارنة مع اختبار Von Frey المستخدم لتقييم الحساسية الميكانيكية عند المخلب الخلفي15,16 ، فإن القوة الميكانيكية اللازمة لإنتاج استجابة إيجابية في اختبار BMS أقل. يجب اختيار الخيوط المستخدمة في الاختبار بعناية. يجب أن يغطي استخدام الخيوط التالية معظم الاحتياجات التجريبية (0.07 ، 0.16 ، 0.4 ، 0.6 ، 1 ، 2 ، 4 ، 6 ، 10 ، 15 ، و 26 جم) ويمنع مواجهة تأثير السقف أو الأرضية. في هذه الحالة ، يتم استخدام خيوط 2 غرام للتطبيق الأول. يمكن تكييف هذا مع الاحتياجات التجريبية طالما تم تعديل الحساب وفقا لذلك.
التعديلات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها
خلال تجربة تجريبية ، تم تحديد المنطقة المثالية للاختبار. بسبب شكل جسم الجرذ ، فإن المنطقة الصدرية القطنية هي المنطقة الأكثر سهولة في قفص الاختبار. إذا لم يكن هناك سبب لإجراء الاختبار في مناطق أخرى من العمود الفقري ، فهذا هو المجال المفضل لتطبيق المحفزات الميكانيكية. كما يمكن الوصول بسهولة إلى منطقة أسفل الظهر. عند تحديد المنطقة المراد اختبارها ، يجب أن يوضع في الاعتبار أنه يجب تطبيق الفتيل بشكل عمودي على السطح والانحناء بشكل صحيح لتوصيل القوة المعايرة المحددة مسبقا.
القيود
يجب تدريب المجرب على مراقبة السلوكيات المرتبطة بالاختبار. تشمل الردود الإيجابية الخمسة ارتعاش العضلات ، والتقوس ، ودوران الرقبة للنظر إلى الظهر ، ولعق الظهر أو خدشه ، والهروبمن 30. في حين أن معظم هذه الاستجابات يمكن ملاحظتها بسهولة ، إلا أن ارتعاش العضلات يكون أحيانا خفيا لمحفزات القوة المنخفضة. أيضا ، قد يتحرك الجرذ تلقائيا في القفص ، لذلك يجب عدم الخلط بين هذا والهروب ، والذي يحدث على وجه التحديد عند تطبيق الفتيل. لتجنب الخلط بين كلا السلوكين ، يجب على المجرب الانتظار حتى يهدأ الحيوان لبضع ثوان على الأقل.
الأهمية والتطبيقات المحتملة
يتم استخدام العديد من نماذج القوارض من آلام الظهر في التحقيقات الحالية8. ومع ذلك ، من المثير للدهشة أنه لم يتم التحقق من صحة أي اختبار سلوكي موحد لتقييم الحساسية الميكانيكية في نماذج آلام الظهر. هذا أمر بالغ الأهمية لتأكيد أن الحيوانات التي تعاني من آلام الظهر المفترضة تقدم فرط الحساسية المحلية لمحفزات مسبب للألم ، ولمراقبة الحساسية أثناء التدخلات المصممة لتخفيف آلام الظهر. يوفر اختبار BMS المقدم هنا حلا بسيطا ويمكن الوصول إليه لهذه الأغراض. على الرغم من أنه تم تطويره للفئران30 ، إلا أنه قد يتم تكييفه مع المختبر الأخرى في المستقبل.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
يعلن المؤلفون عدم وجود مصالح أو علاقات متنافسة قد تؤدي إلى أي تضارب في المصالح.
Acknowledgments
تم دعم هذا العمل بمنحة من مؤسسة Chiropratique du Québec ومجلس أبحاث العلوم الطبيعية والهندسة في كندا (MP: grant #06659). تم دعم مساهمة هونج كونج من قبل جامعة كيبيك à Trois-Rivières (برنامج PAIR). تم دعم مساهمة BP من قبل صندوق أبحاث كيبيك في الصحة (FRQS) ومؤسسة Chiropratique du Québec. تم دعم مساهمة TP من قبل مجلس أبحاث العلوم الطبيعية والهندسة في كندا. تم دعم مساهمة NE و EK من قبل مؤسسة Chiropratique du Québec. تم دعم مساهمة MP من قبل FRQS.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Aerrane (isoflurane, USP) - Veterinary Use Only | Baxter | NDC 10019-773-60 | Inhalation Anaesthetic ; DIN 02225875, for inducing anasthesia |
| Complete Freund Adjuvant (CFA) | Fisher Scientific | #77140 | Water-in-oil emulsion of Complete Freund Adjuvant (CFA) with killed cells of Mycobacterium butyricum. |
| Male Wistar Rats | Charles River Laboratories | body weight: 320–450 g; age: 18-22 weeks. | |
| Penlon Sigma Delta Vaporizer | Penlon | 990-VI5K-SVEEK | Penlon Sigma Delta Vaporizer used for anasthesia |
| Sharpie Permanent Marker | Sharpie | BC23636 | Permanent Marker, Fine Point, Black |
| Test cage | Custom-made | Width: 20 cm; Length: 50 cm; Height from the bottom to the top: 40 cm; Height from the bottom mesh to the top of the cage: 7 cm; Wall thickness: 5 mm; Mesh: 1 mm wire with an 8 mm inter-wire distance | |
| Von Frey Filaments | Aesthesio, Precise Tactile Sensory Evaluator | 514000-20C | Filaments from 0.07 g to 26 g |
| Wahl Professional Animal, ARCO Cordless Pet Clipper, Trimmer Grooming | Wahl | Kit #8786-1201 | Animal hair trimmer, for shaving purposes, zero blade |
References
- Hartvigsen, J., et al. What low back pain is and why we need to pay attention. Lancet. 391 (10137), 2356-2367 (2018).
- Manchikanti, L., Singh, V., Falco, F. J., Benyamin, R. M., Hirsch, J. A. Epidemiology of low back pain in adults. Neuromodulation. 17, Suppl 2 3-10 (2014).
- Urits, I., et al. Low back pain, a comprehensive review: Pathophysiology, diagnosis, and treatment. Current Pain and Headache Reports. 23 (3), 23 (2019).
- James, S. L., et al. Global, regional, and national incidence, prevalence, and years lived with disability for 354 diseases and injuries for 195 countries and territories, 1990-2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017. Lancet. 392 (10159), 1789-1858 (2018).
- Hoy, D., et al. A systematic review of the global prevalence of low back pain. Arthritis & Rheumatology. 64 (6), 2028-2037 (2012).
- Shi, C., et al. Animal models for studying the etiology and treatment of low back pain. Journal of Orthopaedic Research. 36 (5), 1305-1312 (2018).
- Olmarker, K. Puncture of a lumbar intervertebral disc induces changes in spontaneous pain behavior: An experimental study in rats. Spine. 33 (8), 850-855 (2008).
- Deuis, J. R., Dvorakova, L. S., Vetter, I. Methods used to evaluate pain behaviors in rodents. Frontiers in Molecular Neuroscience. 10, 284 (2017).
- Kawakami, M., et al. Pathomechanism of pain-related behavior produced by allografts of intervertebral disc in the rat. Spine. 21 (18), 2101-2107 (1996).
- Hu, S. -J., Xing, J. -L. An experimental model for chronic compression of dorsal root ganglion produced by intervertebral foramen stenosis in the rat. Pain. 77 (1), 15-23 (1998).
- Xie, W. R., et al. Robust increase of cutaneous sensitivity, cytokine production and sympathetic sprouting in rats with localized inflammatory irritation of the spinal ganglia. Neuroscience. 142 (3), 809-822 (2006).
- Arthritis and Rheumatism. Characterization of a new animal model for evaluation and treatment of back pain due to lumbar facet joint osteoarthritis. Arthritis and Rheumatism. 63 (10), 2966-2973 (2011).
- Kobayashi, Y., Sekiguchi, M., Konno, S. -I., Kikuchi, S. -I. Increased intramuscular pressure in lumbar paraspinal muscles and low back pain: Model development and expression of substance P in the dorsal root ganglion. Spine. 35 (15), 1423-1428 (2010).
- Touj, S., et al. Sympathetic regulation and anterior cingulate cortex volume are altered in a rat model of chronic back pain. Neuroscience. 352, 9-18 (2017).
- Chaplan, S. R., Bach, F. W., Pogrel, J. W., Chung, J. M., Yaksh, T. L. Quantitative assessment of tactile allodynia in the rat paw. Journal of Neuroscience Methods. 53 (1), 55-63 (1994).
- Deuis, J. R., et al. Analgesic effects of clinically used compounds in novel mouse models of polyneuropathy induced by oxaliplatin and cisplatin. Neuro-Oncology. 16 (10), 1324-1332 (2014).
- Randall, L. O., Selitto, J. J. A method for measurement of analgesic activity on inflamed tissue. Archives Internationales de Pharmacodynamie et de Therapie. 111 (4), 409-419 (1957).
- D'Amour, F. E., Smith, D. L. A method for determining loss of pain sensation. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 72 (1), 74-79 (1941).
- Woolfe, G. The evaluation of the analgesic actions of pethidine hydrochlodide (Demerol). Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 80 (3), 300-307 (1944).
- Hargreaves, K., Dubner, R., Brown, F., Flores, C., Joris, J. A new and sensitive method for measuring thermal nociception in cutaneous hyperalgesia. Pain. 32 (1), 77-88 (1988).
- Deuis, J. R., Vetter, I. The thermal probe test: A novel behavioral assay to quantify thermal paw withdrawal thresholds in mice. Temperature. 3 (2), 199-207 (2016).
- Allchorne, A. J., Broom, D. C., Woolf, C. J. Detection of cold pain, cold allodynia and cold hyperalgesia in freely behaving rats. Molecular Pain. 1, 36 (2005).
- Carlton, S. M., Lekan, H. A., Kim, S. H., Chung, J. M. Behavioral manifestations of an experimental model for peripheral neuropathy produced by spinal nerve ligation in the primate. Pain. 56 (2), 155-166 (1994).
- Brenner, D. S., Golden, J. P., Gereau, R. W. I. V. A novel behavioral assay for measuring cold sensation in mice. PLoS One. 7 (6), 39765 (2012).
- Moqrich, A., et al. Impaired thermosensation in mice lacking TRPV3, a heat and camphor sensor in the skin. Science. 307 (5714), 1468-1472 (2005).
- Langford, D. J., et al. Coding of facial expressions of pain in the laboratory mouse. Nature Methods. 7 (6), 447-449 (2010).
- Deacon, R. M. J. Burrowing in rodents: a sensitive method for detecting behavioral dysfunction. Nature Protocols. 1 (1), 118-121 (2006).
- Griffioen, M. A., et al. Evaluation of dynamic weight bearing for measuring nonevoked inflammatory hyperalgesia in mice. Nursing Research. 64 (2), 81-87 (2015).
- Brodkin, J., et al. Validation and implementation of a novel high-throughput behavioral phenotyping instrument for mice. Journal of Neuroscience Methods. 224, 48-57 (2014).
- Paquette, T., Eskandari, N., Leblond, H., Piché, M. Spinal neurovascular coupling is preserved despite time dependent alterations of spinal cord blood flow responses in a rat model of chronic back pain: implications for functional spinal cord imaging. Pain. , (2022).
- Tokunaga, R., et al. Attenuation of widespread hypersensitivity to noxious mechanical stimuli by inhibition of GABAergic neurons of the right amygdala in a rat model of chronic back pain. European Journal of Pain. 26 (4), 911-928 (2022).
- Dixon, W. J. Efficient analysis of experimental observations. Annual Review of Pharmacology and Toxicology. 20, 441-462 (1980).
