Summary

Ürokinaz tipi Plazminojen Aktivatörü ile İndüklenen Fare Sırt Ağrısı Modeli

Published: September 01, 2023
doi:

Summary

Farelerde sırt ağrısı modelinin basit, hızlı indüksiyonu için yöntemler burada idrar plazminojen aktivatörünün intraligament enjeksiyonu kullanılarak sağlanmaktadır.

Abstract

Burada açıklanan basit metodoloji ile farelerde kalıcı bel ağrısı modeli indüklenebilir. Farelerde kalıcı bir sırt ağrısı modelinin basit, hızlı bir şekilde indüksiyonu için adım adım yöntemler, burada insanlarda ve diğer hayvanlarda bulunan bir serin proteaz olan ürokinaz tipi plazminojen aktivatörü (ürokinaz) enjeksiyonu kullanılarak sağlanmaktadır. Farelerde devam eden bel ağrısının indüksiyonu için metodoloji, lomber omurganın ligamentöz yerleştirme bölgesi boyunca basit bir ürokinaz enjeksiyonunu içerir. Ürokinaz inflamatuar ajanı, plazminojeni plazminle aktive eder. Tipik olarak, model 10 dakika içinde indüklenebilir ve aşırı duyarlılık en az 8 hafta devam eder.

Aşırı duyarlılık, yürüme bozukluğu ve diğer standart anksiyete ve depresyon benzeri önlemler kalıcı modelde test edilebilir. Sırt ağrısı en sık görülen ağrı türüdür. Sırt ağrısı farkındalığını artırmak için Uluslararası Ağrı Araştırmaları Derneği (IASP), 2021’i “Sırt Ağrısı Hakkında Küresel Yıl” ve 2022’yi “Ağrı Bilgisini Pratiğe Dönüştürmek için Küresel Yıl” olarak adlandırdı. Ağrı terapötiklerinin terapötik ilerlemesinin bir sınırlaması, kalıcı ve kronik ağrıyı test etmek için uygun modellerin olmamasıdır. Bu modelin özellikleri, sırt ağrısının ve yardımcı özelliklerinin azaltılmasını amaçlayan potansiyel terapötikleri test etmek için uygundur ve IASP’nin 2022’yi Ağrı Bilgisini Uygulamaya Dönüştürmek için Küresel Yıl olarak adlandırmasına katkıda bulunur.

Introduction

Bel ağrısı, dünya çapında her 5 kişiden 1’inin acı çektiği en yaygın sakatlık nedenlerinden biridir1. Bu çabalara rağmen, sırt ağrısının az sayıda güvenilir hayvan modeli, ağrı alanındaki hayvan araştırmalarında, özellikle farelerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Önceki modeller, lomber faset eklemine (uPA) idrar plazminojen aktivatörü (uPA) enjeksiyonu, sinir büyüme faktörünün (NGF) gövde kas sistemine enjeksiyonu (NGF) veya monosodyum iyodoasetat (MIA)5 veya interlökin-1beta6 intravertebral diske enjeksiyon. Tabii ki, sıçanlar bu modeller için esas olarak daha büyük boyutları ve enflamatuar ajanların enjeksiyonu için erişim kolaylığı nedeniyle tercih edilir.

Açık olmak gerekirse, uzun yıllar boyunca kullanılan SPARC-null fare intervertebral disk dejenerasyonu modeli gibi sırt ağrısının fare modelleri mevcuttur7, ancak bunların oluşturulması enjeksiyon tabanlı modellerden daha maliyetli ve zaman alıcıdır. Yakın zamanda yapılan bir fare çalışması, bel kaslarına NGF enjeksiyonunu dikey kronik kısıtlama stresi ile birleştirerek bir bel ağrısı modeli oluşturdu8. Aşağıdaki protokolde, uPA kaynaklı CBP modelini fareler2 için sıçanlardan uyarladık. Aşırı duyarlılık 1 hafta içinde kurulur ve 6-8 haftaya kadar devam eder. Ek olarak, farelerin anksiyete ve depresyon benzeri davranışlar geliştirdiğini tespit ettik. Sırt ağrısının prevalansı ve moleküler ağrı araştırmalarında farelerin daha yaygın kullanımı göz önüne alındığında, bu dayanıklı model, sırt ağrısının giderilmesi için yeni tedavi stratejilerinin geliştirilmesinde kullanılmak üzere kolayca oluşturulmuştur.

Protocol

Açıklanan tüm hayvan prosedürleri, NIH Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu ile uyumludur. Çalışmalar, New Mexico Üniversitesi Sağlık Bilimleri Merkezi’nin yerel Kurumsal Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC #23-201364-HSC) tarafından onaylandı. Tüm çalışmalar, Bölüm III’te açıklandığı gibi, araştırmada hayvanların kullanımına ilişkin bir OLAW Uygunluk Güvencesi (A3002-01) himayesindeki politikalara uygundur. II. Güvenceler ve Sertifikalar. Hayvanlar, laboratuvar per…

Representative Results

Nosiseptif ile ilgili davranış testleri ve veri analiziUyarılmış önlemlerAyak tabanında aşırı duyarlılık, ürokinaz enjeksiyonundan sonraki bir gün içinde gelişir. 1 hafta içinde, geri çekilme eşiği önemli ölçüde azalır ve ötenaziye kadar devam eder; bu, ameliyat sonrası 4. haftada gösterilir (Şekil 4A). Pençe çekme gecikmesi, von Frey yukarı-aşağı yöntemi9 ve Hargreaves testi kullanılarak a…

Discussion

Bu kronik sırt ağrısı modelinin indüklenmesi kolaydır ve 1 hafta içinde kurulan aşırı duyarlılık 8 haftaya kadar (ve muhtemelen daha fazla) sürebilir. Bu, sadece bir veya iki hafta süren diğer akut modellerin aksine, kronik ağrı durumunun doğru bir şekilde incelenmesini sağlar. Modeli farelerde gösterirken, uPA kaynaklı CBP modeli sıçanlarda da kurulabilir2. Modelin bir avantajı, uzun süreli seyrin, kronik bel ağrısı olan hastalarda gözlenen anksiyete ve depresyon ben…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Hibe finansmanı NIH HEAL UG3 NS123958 tarafından sağlandı. Barınma tesisleri AAALAC tarafından denetlendi ve akredite edildi. Hayvanlar, laboratuvar personeli ve Laboratuvar ve Hayvan Kaynakları Bölümü (DLAR) personeli tarafından sürdürülen Hayvan Kaynakları Merkezi (ARC) barınma tesisinde barındırıldı. Davranışsal test prosedürleri, Amerikan Ağrı Derneği ve Uluslararası Ağrı Araştırmaları Derneği tarafından onaylanan standart yöntemlerdir. Ötenazi yöntemi, Amerikan Veteriner Hekimler Birliği Ötenazi Paneli’nin tavsiyeleri ile tutarlıdır.

Materials

Animals and Consumables
70% ethanol Local Source
BALB/c mice Envigo 20-25 g
Cotton balls Fisher Scientific 19-090-702
Cotton-tipped applicators Fisher Scientific 19-062-616
Isoflurane inhalant anesthetic MedVet RXISO-250
Labeling tape Fisher Scientific NGFP7002
Nitrile exam gloves Fisher Scientific
Oxygen tank Local Source
Surgical drape, Steri-Drape Utility Sheet, Absorbent Prevention VWR 76246-788 cut into 15 x 15 cm pieces
Tygon tubing with 3 mm inner diameter Grainger 22XH87
Equipment
#11 carbon steel scalpel blades VWR 21909-612
Anesthesia induction chamber  Summit Medical Equipment Company AS-01-0530-LG
Autoclave Local Unit
Biology Dumont #5 forceps Fine Science Tools 11252-30
Glass bead sterilizer Germinator 500 VWR 102095-946
IITC Life Sciences Series 8 Model PE34 Hot/Cold Plate Analgesia Meter IITC PE34
Integra Miltex cotton & dressing pliers  Safco Dental Supply 66-317
OPTIKA CL31 double arm LED illuminator  New York Microscope Company OPCL-31
Plantar Test System with InfraRed Emitter, i. e. Hargreaves Apparatus Ugo Basile 37370-001 and 37370-002
Scalpel Handle No. 3 VWR 25607-947
Small animal heating pad  Valley Vet Supply 47375
Student Vannas spring scissors, straight blade  Fine Science Tools 91500-09
Table top animal research portable anesthesia workstation “PAM” Patterson Scientific AS-01-0007
Von Frey Filaments Ugo Basile 37450-275

Referencias

  1. O’Sullivan, P. B., et al. Back to basics: 10 facts every person should know about back pain. British Journal of Sports Medicine. 54 (12), 698-699 (2020).
  2. Nauta, H. J., McIlwrath, S. L., Westlund, K. N. Punctate midline myelotomy reduces pain responses in a rat model of lumbar spine pain: evidence that the postsynaptic dorsal column pathway conveys pain from the axial spine. Cureus. 10 (3), 2371 (2018).
  3. Shuang, F., et al. Establishment of a rat model of lumbar facet joint osteoarthritis using intraarticular injection of urinary plasminogen activator. Scientific Reports. 5 (1), 9828 (2015).
  4. Reed, N. R., et al. Somatosensory behavioral alterations in a NGF-induced persistent low back pain model. Behavioural Brain Research. 418, 113617 (2022).
  5. Suh, H. R., Cho, H. -. Y., Han, H. C. Development of a novel model of intervertebral disc degeneration by the intradiscal application of monosodium iodoacetate (MIA) in rat. The Spine Journal. 22 (1), 183-192 (2022).
  6. Kim, H., Hong, J. Y., Lee, J., Jeon, W. -. J., Ha, I. -. H. IL-1β promotes disc degeneration and inflammation through direct injection of intervertebral disc in a rat lumbar disc herniation model. The Spine Journal. 21 (6), 1031-1041 (2021).
  7. Millecamps, M., Tajerian, M., Sage, E. H., Stone, L. S. Behavioral signs of chronic back pain in the SPARC-null mouse. Spine. 36 (2), 95-102 (2011).
  8. La Porta, C., Tappe-Theodor, A. Differential impact of psychological and psychophysical stress on low back pain in mice. Pain. 161 (7), 1442-1458 (2020).
  9. 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).
  10. Takao, K., Miyakawa, T. Light/dark transition test for mice. Journal of Visualized Experiments JoVE. (1), e104 (2006).
  11. Deuis, J. R., Dvorakova, L. S., Vetter, I. Methods used to evaluate pain behaviors in rodents. Frontiers in Molecular Neuroscience. 10, 284 (2017).
  12. David, D. J., et al. Neurogenesis-dependent and -independent effects of fluoxetine in an animal model of anxiety/depression. Neuron. 62 (4), 479-493 (2009).
  13. Yalcin, I., et al. A time-dependent history of mood disorders in a murine model of neuropathic pain. Biological Psychiatry. 70 (10), 946-953 (2011).
  14. Madathil, S. K., et al. Astrocyte-specific overexpression of insulin-like growth factor-1 protects hippocampal neurons and reduces behavioral deficits following traumatic brain injury in mice. PloS One. 8 (6), e67204 (2013).
  15. Sugimoto, H., Kawakami, K. Low-cost protocol of footprint analysis and hanging box test for mice applied the chronic restraint stress. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (143), e59027 (2019).
  16. Hassan, S., et al. Identifying chronic low back pain phenotypic domains and characteristics accounting for individual variation: a systematic review. Pain. , (2023).

Play Video

Citar este artículo
Montera, M. A., Goins, A. E., Alles, S. R. A., Westlund, K. N. Urokinase-type Plasminogen Activator-induced Mouse Back Pain Model. J. Vis. Exp. (199), e63997, doi:10.3791/63997 (2023).

View Video