Modello modificato di chirurgia delle lesioni nervose risparmiate del dolore neuropatico nei topi
Summary
La chirurgia modificata è un metodo semplificato per il modello di lesione nervosa risparmiata da topi o ratti che richiede solo una legatura e un taglio per ferire sia il nervo peroneo comune che quello surale.
Abstract
La lesione del nervo risparmiato (SNI) è un modello animale che imita i sintomi cardinali della lesione del nervo periferico per studiare il meccanismo molecolare e cellulare del dolore neuropatico nei topi e nei ratti. Attualmente, ci sono due tipi di modello SNI, uno per tagliare e legare il peroneo comune e i nervi tibiale con nervo surale intatto, che è definito come SNI in questo studio, e un altro per tagliare e legare il peroneo comune e i nervi surali con nervo tibiale intatto, che è definito come SNIt in questo studio. Poiché il nervo surale è puramente sensoriale mentre il nervo tibiale contiene sia fibre motorie che sensoriali, il modello SNIt ha un deficit motorio molto inferiore rispetto al modello SNI. Nel modello murino SNIt tradizionale, il peroneo comune e i nervi surali vengono tagliati e legati separatamente. Qui viene descritto un metodo di chirurgia SNIt modificato per danneggiare sia il comune nervo peroneo che quello surale con una sola legatura e un taglio con un tempo di procedura più breve, che è più facile da eseguire e riduce il potenziale rischio di stiramento dei nervi sciatico o tibiale e produce un’ipersensibilità meccanica simile al modello SNIt tradizionale.
Introduction
Il dolore neuropatico indotto da lesioni nervose a seguito di un intervento chirurgico o di un trauma ha un onere economico significativo che compromette la qualità della vita. Una serie di modelli di lesioni nervose, tra cui la legatura del nervo spinale (SNL)1, la lesione da costrizione cronica (CCI)2 al nervo sciatico, la legatura parziale del nervo sciatico (pSNL)3, la transazione del nervo sciatico (SNT)4 e la lesione del nervo risparmiato (SNI)5,6,7,8, sono stati sviluppati con successo per imitare i sintomi cardinali della lesione del nervo periferico nei ratti e nei topi per studiare il meccanismo molecolare e cellulare di dolore neuropatico 6,7,8,9,10. Tuttavia, ogni modello chirurgico ha i suoi vantaggi e i suoi limiti, quindi è necessario prestare particolare attenzione all’esplorazione e allo sviluppo dei modelli chirurgici10.
Il modello SNI dei roditori produce un’ipersensibilità a lungo termine alla stimolazione meccanica. Tuttavia, è un po’ confuso perché ci sono due diversi modelli SNI. Il modello iniziale di SNI è stato sviluppato nel laboratorio di Woolf, in cui il peroneo comune e i nervi tibiale sono stati danneggiati, lasciando intatto il nervo surale 5,6. Il secondo modello SNI è stato sviluppato nel laboratorio di Basbaum, in cui il peroneo comune e i nervi surali sono stati feriti, lasciando intatto il nervo tibiale 7,8. Il modello iniziale di Woolf è definito come SNI qui perché il nervo surale è lasciato intatto, e il modello di Basbaum è definito come SNIt qui perché il nervo tibiale è lasciato intatto. Poiché il nervo surale è puramente sensoriale mentre il nervo tibiale contiene sia fibre motorie che sensoriali, il modello SNIt ha un deficit motorio molto inferiore rispetto al modello SNI. Tuttavia, a differenza del modello SNIs, i topi nel modello SNIt non sviluppano ipersensibilità termica, ma l’ipersensibilità meccanica si sviluppa in entrambi i modelli. Sebbene il modello SNIt sia una procedura relativamente semplice, richiede la legatura separata dei nervi surale e peroneo comune con il potenziale rischio di allungamento dei nervi sciatico o tibiale 6,7,8,9.
I nervi peroneo, tibiale e surale comune sono tre rami del nervo sciatico e possono essere chiaramente identificati sul bordo superiore del muscolo gastrocnemio (Figura 1): il nervo tibiale passa sotto il muscolo gastrocnemio e il peroneo comune (lato cefalico) e il nervo surale (lato caudale) sono sopra il muscolo gastrocnemio11. Sulla base delle sue caratteristiche anatomiche, è stata sviluppata una procedura chirurgica SNIt di topo modificata per legare i nervi peroneo e surale comuni insieme a una sola legatura nervosa e un taglio del nervo, il che si traduce in una riduzione del tempo della procedura.
Protocol
Representative Results
Discussion
Rispetto al tradizionale metodo SNIt del topo che lega separatamente il nervo peroneo comune e il nervo surale 6,7,8,9, il modello SNIt modificato presenta tre vantaggi: (1) ha meno rischi di contrarre o allungare i nervi sciatico o tibiale; (2) Non è necessario rimuovere i monconi del nervo distale dopo il taglio del nervo perché legando insieme il nervo per…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Z.G. è supportato da 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).
