מודל שונה של פגיעה עצבית ניצלת של כאב נוירופתי בעכברים
Summary
הניתוח המותאם הוא שיטה פשוטה למודל פגיעה עצבית חסכנית של עכבר או חולדה הדורשת רק קשירה אחת וחתך אחד כדי לפגוע הן בעצבים הפרוניאליים והן בעצבים הסוראליים.
Abstract
SNI (ראשי תיבות של Spared Nerve Injury) הוא מודל של בעלי חיים המחקה את הסימפטומים הקרדינליים של פגיעה עצבית היקפית לחקר המנגנון המולקולרי והתאי של כאב נוירופתי בעכברים ובחולדות. כיום, ישנם שני סוגים של מודל SNI, האחד לחתוך ולקשור את העצבים הפרוניאליים הנפוצים ואת העצבים הטיביאליים עם עצב סוראלי שלם, המוגדר כ-SNIs במחקר זה, והשני לחתוך ולקשור את העצבים הפרוניאליים הנפוצים ואת העצבים הסוריאליים עם עצב טיביאלי שלם, המוגדר כ-SNIt במחקר זה. מכיוון שהעצב הסוראלי הוא תחושתי בלבד ואילו העצב הטיביאלי מכיל סיבים מוטוריים ותחושתיים כאחד, למודל SNIt יש הרבה פחות גירעון מוטורי מאשר למודל SNIs. במודל עכבר SNIt המסורתי, העצבים הפרוניאליים והסוראליים הנפוצים נחתכים ונקשרים בנפרד. כאן מתוארת שיטת ניתוח SNIt שונה הפוגעת הן בעצבים הפרוניאליים והן בעצבים הסוראליים עם קשירה אחת בלבד וחתך אחד עם זמן הליך קצר יותר, דבר קל יותר לביצוע ומקטין את הסיכון הפוטנציאלי למתיחה של העצבים הסיאטיים או הטיביאליים, ומייצר רגישות יתר מכנית דומה למודל SNIt המסורתי.
Introduction
לכאב נוירופתי כתוצאה מפגיעה עצבית בעקבות ניתוח או טראומה יש נטל כלכלי משמעותי הפוגע באיכות החיים. שורה של מודלים של פגיעה עצבית, כולל קשירת עצבים בעמוד השדרה (SNL)1, פגיעה בהיצרות כרונית (CCI)2 לעצב הסיאטי, קשירת עצב סיאטי חלקי (pSNL)3, טרנזקציית עצב סיאטי (SNT)4 ופגיעה עצבית חסכנית (SNI)5,6,7,8, פותחו בהצלחה כדי לחקות את הסימפטומים הקרדינליים של פגיעה עצבית היקפית בחולדות ובעכברים לחקר המנגנון המולקולרי והתאי של כאב נוירופתי 6,7,8,9,10. עם זאת, לכל מודל ניתוחי יתרונות ומגבלות, ולכן יש להקדיש תשומת לב מיוחדת לחקירה ופיתוח של דגמי הניתוח10.
מודל מוסד שמואל נאמן מייצר רגישות יתר ארוכת טווח לגירוי מכני. עם זאת, זה קצת מבלבל כי ישנם שני מודלים שונים של מוסד נאמן. מודל SNI הראשוני פותח במעבדתו של וולף, ובו נפגעו העצבים הפרוניאליים והטיביאליים המשותפים, והותירו את העצב הסוריאלי שלם 5,6. מודל SNI השני פותח במעבדתו של בסבאום, ובו נפגעו העצבים הפרוניאליים המשותפים והעצבים הסוראליים, והותירו את עצב הטיביאל שלם 7,8. המודל הראשוני של וולף מוגדר כאן כ-SNIt משום שהעצב הסוריאלי נותר שלם, והמודל של בסבאום מוגדר כאן כ-SNIt משום שהעצב הטיביאלי נותר שלם. מכיוון שהעצב הסוראלי הוא תחושתי בלבד ואילו העצב הטיביאלי מכיל סיבים מוטוריים ותחושתיים כאחד, למודל SNIt יש הרבה פחות גירעון מוטורי מאשר למודל SNIs. עם זאת, בניגוד למודל SNIs, עכברים במודל SNIt אינם מפתחים רגישות יתר תרמית, אך רגישות יתר מכנית מתפתחת בשני הדגמים. למרות שמודל SNIt הוא הליך קל יחסית, הוא דורש קשירה של העצבים הפרוניאליים הסוראליים והנפוצים בנפרד עם הסיכון הפוטנציאלי למתיחת העצבים הסיאטיים או הטיביאליים 6,7,8,9.
העצבים הפרוניאליים, הטיביאליים והסוראליים הנפוצים הם שלושה ענפים של העצב הסיאטי, וניתן לזהות אותם בבירור בקצה העליון של שריר הגסטרוקנמיוס (איור 1): העצב הטיביאלי עובר מתחת לשריר הגסטרוקנמיוס, והעצב הפרוניאלי המשותף (הצד הצפלד) והעצב הסוריאלי (הצד הקאודלי) נמצאים מעל שריר הגסטרוקנמיוס11. בהתבסס על תכונותיו האנטומיות, פותח הליך ניתוח SNIt מותאם לעכבר כדי לקשור את העצבים הפרוניאליים והסוראליים הנפוצים יחד עם קשירת עצבים אחת בלבד וחיתוך עצבי אחד, מה שמביא לקיצור זמן ההליך.
Protocol
Representative Results
Discussion
בהשוואה לשיטת SNIt המסורתית של העכבר המכסה את העצב הפרוניאלי המשותף ואת העצב הסוריאלי בנפרד 6,7,8,9, למודל SNIt המותאם יש שלושה יתרונות: (1) יש לו פחות סיכון להתכווצות או מתיחה של עצבים סיאטיים או טיביאליים; (2)…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Z.G. נתמך על ידי NINDS R01NS100801.
Materials
| 6-0 suture | Henry Schein | 9007482 | Nerve ligation and close the muscular layer |
| Iris Scissors | Integra Miltex | 12460598 | Cut muscle and fascia |
| Mayo dissecting scissors | Fisherbrand | 895120 | Cut skin incision |
| Micro forcep | Fisherbrand | 16100110 | Blunt dissection biceps femoris muscle |
| Micro Scissors | Excelta | 17467496 | Cut nerve |
| Microdissection Forceps | Fisherbrand | 16100123 | Separate the common peroneal and the sural nerves from the neighboring tissues |
| Needle Holder | Fisherbrand | 8966 | Hold 6-0 needle |
| Prism software | Graph Pad | version 8.0 | Statistical analysis software |
| Wound clips | Roboz Surgical | NC1878744 | Close skin incision |
Referencias
- Chung, J. M., Kim, H. K., Chung, K. Segmental spinal nerve ligation model of neuropathic pain. Methods in Molecular Medicine. 99, 35-45 (2004).
- Vissers, K., Adriaensen, H., De Coster, R., De Deyne, C., Meert, T. F. A chronic-constriction injury of the sciatic nerve reduces bilaterally the responsiveness to formalin in rats: a behavioral and hormonal evaluation. Anesthesia and Analgesia. 97 (2), 520-525 (2003).
- Malmberg, A. B., Basbaum, A. I. Partial sciatic nerve injury in the mouse as a model of neuropathic pain: behavioral and neuroanatomical correlates. Pain. 76 (1-2), 215-222 (1998).
- Moore, K. A., et al. Partial peripheral nerve injury promotes a selective loss of GABAergic inhibition in the superficial dorsal horn of the spinal cord. The Journal of Neuroscience: the official journal of the Society for Neuroscience. 22 (15), 6724-6731 (2002).
- Decosterd, I., Woolf, C. J. Spared nerve injury: an animal model of persistent peripheral neuropathic pain. Pain. 87 (2), 149-158 (2000).
- Cichon, J., Sun, L., Yang, G. Spared Nerve Injury Model of Neuropathic Pain in Mice. Bio-Protocol. 8 (6), 2777 (2018).
- Shields, S. D., Eckert, W. A., Basbaum, A. I. Spared nerve injury model of neuropathic pain in the mouse: a behavioral and anatomic analysis. The Journal of Pain. 4 (8), 465-470 (2003).
- Guan, Z., et al. Injured sensory neuron-derived CSF1 induces microglial proliferation and DAP12-dependent pain. Nature Neuroscience. 19 (1), 94-101 (2016).
- Richner, M., Bjerrum, O. J., Nykjaer, A., Vaegter, C. B. The spared nerve injury (SNI) model of induced mechanical allodynia in mice. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (54), e3092 (2011).
- Challa, S. R. Surgical animal models of neuropathic pain: Pros and Cons. The International Journal of Neuroscience. 125 (3), 170-174 (2015).
- Kosaka, Y., et al. Development and persistence of neuropathic pain through microglial activation and KCC2 decreasing after mouse tibial nerve injury. Brain Research. 1733, 146718 (2020).
- Parisien, M., Lima, L. V., Dagostino, C., El-Hachem, N., Drury, G. L., Grant, A. V., Huising, J., Verma, V., Meloto, C. B., Silva, J. R., Dutra, G. C. S., Markova, T., Dang, H., Tessier, P. A., Slade, G. D., Nackley, A. G., Ghasemlou, N., Mogil, J. S., Allegri, M., Diatchenko, L. Acute inflammatory response via neutrophil activation protects against the development of chronic pain. Sci Transl Med. 14 (644), eabj9954 (2022).
- 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).
- Bourquin, A. F., et al. Assessment and analysis of mechanical allodynia-like behavior induced by spared nerve injury (SNI) in the mouse. Pain. 122 (1-2), 1-14 (2006).
- Sulaiman, W., Gordon, T. Neurobiology of peripheral nerve injury, regeneration, and functional recovery: from bench top research to bedside application. The Ochsner Journal. 13 (1), 100-108 (2013).
- Kochi, T., et al. Characterization of the arterial anatomy of the murine hindlimb: functional role in the design and understanding of ischemia models. PLoS One. 8 (12), 84047 (2013).
- Omori, Y., et al. A mouse model of sural nerve injury-induced neuropathy: gabapentin inhibits pain-related behaviors and the hyperactivity of wide-dynamic range neurons in the dorsal horn. Journal of Pharmacological Sciences. 109 (4), 532-539 (2009).
- Colloca, L., et al. Neuropathic pain. Nature Reviews. Disease Primers. 3, 17002 (2017).
