마우스에서 관절염 통증의 Monoiodoacetate 모델
Summary
골관절염 (OA) 또는 퇴행성 관절 질환, 부분적으로 만 가능한 진통제 통증 제어 유지와 관련된 쇠약 상태이다. 동물 모델은 OA 관련 통증 메커니즘에 대한 이해를 향상시키기 위해 개발되고있다. 여기에서 우리는 마우스의 OA 통증의 monoiodoacetate 모델에 대한 방법을 설명합니다.
Abstract
골관절염 (OA) 환자의 주요 증상은 통증 경로 내 주변뿐만 아니라 중앙 변화에 의해 유발되는 통증이다. 이러한 NSAIDS 또는 아편과 같은 OA 통증에 대한 현재의 치료는 어느 쪽도 충분히 효과도 해로운 부작용없는 없습니다. OA 동물 모델은 OA 관련 통증 메커니즘에 대한 이해를 향상시키고 치료를위한 신규 약물 표적을 정의하기 위해 개발되고있다. 현재 설치류에서 OA의 가능한 모델은 하나의 무릎 관절에 수술 및 화학 개입을 포함한다. monoiodoacetate (MIA) 모델 쥐 모두에서 OA에 공동 혼란을 모델링하기위한 표준이되었습니다. 래트에서 수행하기 쉬운 모델은, 사지 동측 급격한 통증과 같은 반응, 상이한 투여 량의 주입에 의해 제어 될 수있는 수준을 유도하는 무릎 관절에 MIA 주사를 포함한다. MIA의 관절 내 주입 glycer 억제하여 연골 세포의 해당 작용을 방해알데하이드 -3- 인산 탈수소 효소 및 연골 세포 사멸, 신생 혈관, 연골 하골 괴사 붕괴의 결과뿐만 아니라, 염증. 관절 연골 및 뼈 파괴의 형태 학적 변화는 환자의 병리의 일부 측면을 반영한다. 관절 손상과 함께, MIA 분사를 유도는 측정 가능하고 정량화 할 수있는 동측 뒷발과 체중 베어링 적자에 기계적인 감도를 언급했다. 이러한 행동 변화하여 OA 통증의 유용한 관련 전임상 모델로 무릎에 MIA 주입의 유효성을 검사, 환자 집단에 의해보고 된 증상의 일부 유사합니다.
이 문서의 목적은 일관되고 안정적인 녹음을 제공하기 위해 필요한 조치를 강조하는 마음으로 내 관절 MIA의 주사 및 과민 반응의 관련 개발의 행동 레코딩의 방법을 설명하는 것입니다.
Introduction
임상 적, 골관절염 (OA) 또는 퇴행성 관절 질환, 관절 연골, 및 관절 주위 조직의 경미한 염증 및 골극 및 골 낭종 때로는 형성의 진보적 인 손실을 특징으로하는 고통스럽고 쇠약 상태입니다. OA 환자는 지속적인 통증 1 표시가 관절염 관절 2-4 압력과 유해 자극에 감도를 증가보고합니다. 현재 사용 가능한 치료 방법 및 진통제가 성공 (5) 어느 정도로,이 조건과 관련된 통증을 완화하는 처방과 OA에 대한 치료가 없습니다. 그러나, OA 통증은 OA의 임상 적 문제 및 동물 모델은 OA 관련 통증 메커니즘에 대한 우리의 이해를 개선하고 치료에 대한 새로운 목표를 공개하도록 개발되고있다 남아있다.
다른 특성 6 사용할 수 OA 여러 동물 모델이 있습니다. 이러한 전방으로 수술 방법,십자 인대 절개가 이용 될 수있다. 그러나 숙련 수술 적 치료를 포함하고, 내측에 메 니스 커스 (DMM)의 불안정화가 마우스에 사용되는 동안 주로 래트에서 수행된다. OA의 자발적인 개발 기니 돼지와 자발적인 공동 변성은 나이 7, 8의 3 ~ 16 개월 C57 블랙 마우스에서보고되었다 발생합니다. 자발적인 OA 모델 상태를 유도하는 개입을 포함하지 않지만,이 고유의 변동을 가지고, 같은 큰 숫자를 발생하고 9,10 비용. 화학적으로 유도 된 모델은, 다른 한편으로는, 수술 모델보다 덜 침습적 인 과정이 필요하며, 예로서, 쉽게 구현되고 다른 단계에서 OA 병변의 조사를 허용한다. 이 모델은 공동 공간을 벗어날 경우 독성이있을 수 있습니다 항염증제, 면역 독소, 콜라게나 제, 파파인, 또는 monoiodoacetate의 무릎, 단일 주사를 포함한다. OA의 모든 화학 모델로, MIA는 하나 가장 자주 사용되는, 파이다이 모델 MIA 투여 11-15를 변경하여 채점 할 수있는 재현성 강력하고 신속한 통증 같은 표현형을 생성 rticularly로 통증을 치료하는 약물 제제의 효능을 테스트한다.
설치류에서 MIA의 관절 내 주입은 OA 병변 분석 및 정량화 할 수있다 기능 장애를 재생한다. MIA 셀룰러 해당 작용을 방해하고 결국 세포 사멸 (16, 17)의 결과로, 글리 세르 알데히드 -3- 포스파타제의 억제제이다. MIA의 관절 내 주입은 18, 19을 골극 뼈의 모양으로 연골의 변성 및 후속 연골 하골의 변화를 선도, 연골 세포의 세포 사멸됩니다.
쥐에서 MIA의 유틸리티 (20) 이전에 설명한 바와 같이이 모델이 점점 녹 – 아웃 마우스의 가용성을 사용하고,이 논문에서 우리는 쥐 MIA에 의한 OA의 방법론에 초점을 맞 춥니 다. 우리는 injec하는 절차를 설명매우 작은 무릎에 볼륨 및 뒷다리에 유해하고 비 – 유해 자극에 감도를 측정하기위한 방법을 기.
방법론의 붕괴는 변동을 감소시키는 데 도움과 같은 연구에 필요한 동물의 수를 모델을 수정하고 감소시킨다.
Protocol
Representative Results
Discussion
With this methodology, we describe a preferred method for inducing OA-like pain in the mouse by an intra-articular injection of MIA in a knee joint and assessment of sensitivity to non-noxious and noxious stimuli in the hind limbs. MIA injection is associated with persistent pain behavior, namely altered hind limb weight bearing and development of referred mechanical hypersensitivity (allodynia). Such static measurements can be complemented by gait analysis on a treadmill or by catwalk analysis in freely moving animals. MIA models are responsive to conventional pain-relieving therapies 24, indicating that they may be useful for discerning therapeutic approaches. While the injection of MIA is not technically difficult, the joint capsule can be pierced during the injection, resulting in leakage of MIA outside the capsule, and subsequent failure to induce toxicity of chondrocytes. Indeed, systemic injection of MIA can be fatal in rodents and possible effects of MIA on tissues and cells other than chondrocytes may confound results, besides being undesirable. As such, it must be stressed that great care needs to be given to the injection of the MIA, as it is a critical component of the model, and confidence needs to be given that the injection occurs into the articular space. This protocol helps to achieve that.
The protocols described here aim to ensure the animals provide consistent pain-like responses throughout the test period. Also, they allow adjustment of disease severity by altering the dose of MIA used to induce the pathology 15,23. The rapid induction of both disease state and pain-like behavior allow timely evaluation of pain-modifying compounds. This is advantageous over existing surgical and spontaneously developing models of OA, which can take a longer period of time to develop hypersensitivity. Also, particularly for the spontaneous models, the disease pathology does not manifest in all animals (approximately 20 – 80% 7), whereas the MIA model is associated with significant incidence of responders. Furthermore, spontaneous models are not suitable for measurements of changes in weight bearing, as OA develops in both knees. When considering behavioral measurements, the animals need to be kept calm and relaxed during the assessments. This is achieved, as detailed in the protocol, by early training before recording measurements and by repetitive handling, which allows animals to become familiar with the experimenter. A key point to reduce stress is to use the same experimenter for the behavioral test throughout, as constant changing will induce the issues previously mentioned. Like any model, the MIA model of OA bears limitations, such as the rapidity of joint disruption, which does not resemble the slow development of OA pathology in patients. One way to overcome this issue would be to complement this model with a surgical model of OA. The use of the MIA chemical model in compound development allows for the use of preventative and therapeutic protocols over the development and maintenance of OA-like pain. Finally, the MIA model would complement studies of phenotypical traits of knock-out mice, helping to further understand the OA disease.
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
JSV is supported by a collaborative grant to MM by the European Commission (GAN 603191-PAINCAGE).
Materials
| Monoiodoacetate | Sigma-Aldrich | I-2512-25G | ||
| 0.9% Saline | Mini-Plasco basic | 365 4840 | ||
| Isoflurane | Merial | DNI 4090/1 | ||
| 26g Needle | Fisher Scientific | 12947606 | ||
| 50ul Hamilton Syringe | Sigma-Aldrich | 20701 | ||
| Von Frey Hairs | Linton Instruments | NC 122775-99 | ||
| Incapacitance tester | Linton Instruments | Delivery on Request | ||
| Testing Cage Rack | Ugo Basile | 37450 | ||
| Compact Anesthetic system | Vet -Tech | AN001B | ||
| Medical O2 | BOC | 101-F | ||
| Aldasorbers | Vet -Tech | AN006A | ||
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