JoVE Journal > Neuroscience
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Risultati
Discussion
Divulgazioni
Acknowledgements
Materials
Riferimenti
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Neuroscienze

Saf küçük Fiber nöropati bir fare modeli ile geçici reseptör potansiyel Vanilloid tip 1 Ultrapotent Agonist kurulması

Published: February 13, 2018
doi:
10.3791/56651
, ,
1Department of Anatomy, School of Medicine, College of Medicine,Kaohsiung Medical University, 2Department of Medical Research,Kaohsiung Medical University Hospital, 3Department of Medical Research, Ultrastructural Laboratory,Kaohsiung Medical University Hospital

Summary

Bu çalışmada deneysel bir model saf küçük fiber nöropati ile resiniferatoxin (RTX) kurar. RTX benzersiz bir doz (50 µg/kg) hasta özellikleri taklit eden bir küçük fiber nöropati modeli geliştirmek için en uygun ve nöropatik ağrı altında yatan nosiseptif moleküler önemini araştırmak yardımcı olabilir.

Abstract

Diabetes mellitus (DM) veya bu kemoterapötik ajanların Nörotoksik etkileri yaşıyor olan hastalarda duyu bozuklukları dejenerasyon ve küçük çaplı duyusal nöronların, küçük fiber nöropati anılacaktır yaralanma nedeniyle gelişebilir. Her iki büyük – ve küçük çaplı duyusal lifler etkiler ve böylece bir nevropatoloji düzgün yaralı küçük çaplı duyusal lifler etkilerini değerlendirmek için çok karmaşık oluşturmak küçük fiber nöropati mevcut hayvan modelleri. Bu nedenle, yeterli bu sorunları incelemek için saf küçük fiber nöropati deneysel bir model geliştirmek gereklidir. Özellikle resiniferatoxin (RTX), geçici reseptör potansiyel vanilloid tip 1 (TRPV1), tek bir doz ile ultrapotent bir agonist ile küçük çaplı duyu sinirleri etkileyen küçük fiber nöropati bir deneme modeli bu protokolünü açıklar mayi enjeksiyon, RTX nöropati anılacaktır. Patolojik bulgular ve küçük fiber nöropati, intraepidermal Sinir lifi (IENF) dejenerasyonu, özellikle yaralanma dahil olan hastalarda klinik özelliklerini taklit davranış anormallikleri gösterdi bu RTX nöropati küçük çaplı neurons ve indüksiyon termal hypoalgesia ve mekanik allodynia. Bu iletişim kuralı RTX üç doz test (200, 50 ve 10 µg/kg, sırasıyla) ve sonucuna RTX kritik bir doz (50 µg/kg) tipik küçük fiber nöropati tezahürlerini gelişimi için gerekli ve değiştirilmiş immunostaining yordamına hazırlanan IENF dejenerasyon ve nöronal soma yaralanma araştırmak. Hızlı, sistematik ve ekonomik değiştirilmiş işlemdir. Nöropatik ağrı davranış değerlendirilmesi küçük çaplı duyusal sinir fonksiyonu ortaya çıkarmak için önemlidir. Deneysel Rodents mekanik eşikleri değerlendirilmesi özellikle zordur ve bu iletişim kuralı için bu tür bir değerlendirme Rodents uygundur özelleştirilmiş bir metal kafes açıklar. Özetle, moleküler önemi ve nöropatik ağrı terapötik ajanlar gelişimi için temel müdahale değerlendirmek için yeni ve kolayca kurulan deneysel bir model RTX nöropati var.

Introduction

IENFs dejenerasyon tarafından belirgindir, nöropatik ağrı içeren küçük fiber nöropati koşulları, DM gibi ve kemoterapötik ajanlar1,2Nörotoksik etkileri sonucunda çeşitli türleri yaygındır, 3,4,5. IENFs dorsal kök gangliyon (DRG) bulunan küçük çaplı nöronların periferik terminalleri ve paralel IENF dejenerasyon6durumlarında etkilenir. Örneğin, nöronal somata değişmiş ters yönde genetik transkripsiyon transkripsiyon faktörü-3 (ATF3)6,7etkinleştirme upregulation tarafından kanıtlanmıştır. Ayrıca, IENFs innervasyon cilt biyopsisi ile değerlendirilmesi küçük fiber nöropati5,8,9tanısı için yararlıdır. Geleneksel olarak, Cilt biyopsisi üzerinde IENFs profilleri protein gen ürünü immunohistokimyasal serilerinden 9,5 (PGP 9.5)1,10,11bağlıydı. Birlikte ele alındığında, DRG ve IENFs patolojik profilleri fonksiyonel durumu temel küçük fiber nöropati yansıtmak ve fonksiyonel sonuçları nöropati küçük çaplı nöronlar üzerinde bu tür bir göstergesi olabilir.

Daha önce çeşitli deneysel modeller IENF dejenerasyon sıkıştırma veya transeksiyon14,15 tarafından neden kemoterapi kaynaklı nöropati12,13 ve sinir yaralanma durumlarda sorunu ele sahip , 16. etkilenen bu modeller de geniş çaplı sinirler; Bu nedenle oldu, gözlenen küçük fiber nöropati; etkilenen büyük çaplı sinirler katkısını dışlamak mümkün değil Örneğin, thermosensation bozukluk zararlı çekilme tarafından incelenmesi fonksiyonel motor sinir lifleri17,18,19üzerinde bağlıdır. Böylece, bir saf küçük fiber nöropati model kurma ve sistematik olarak nöronal somata ve küçük çaplı nöronlar içinde onların çevre Kutanöz sinir lifleri patolojik durumunu araştıran gerekli ve zorunludur.

RTX kapsaisin Analog ve hangi nosiseptif işleme20,21,22aracılık eder geçici reseptör potansiyel vanilloid reseptör 1 (TRPV1), için güçlü bir agonist var. Son zamanlarda, periferik RTX tedavi nöropatik ağrı23,24,25 rahatlamış ve intraganglionic enjeksiyonu RTX DRG nöronlar22geri alınamaz kaybına bağlı. Periferik RTX yönetim geçici duyarsızlaştırma veya IENFs dejenerasyonu sonuçlanan doz bağımlı20,26,27, etkisidir. Çoğu intriguingly konularda, sistematik yüksek doz RTX tedavi nöropatik ağrı28için küçük fiber nöropati belirtisi yol açtı. Bu bulgular tedavi modu ve RTX doz belirgin patolojik etkileri ve nöronal yanıt-e doğru üretmek öneririz; Çevre Yönetim ağrı iletim yerel etkileri29 tarafından engelledi ve nöropatik davranış6geliştirilen nöronal somata etkiledi. Toplu olarak, bu bulgular RTX multipotency etkisi ve sistematik olarak periferik IENFs ve merkezi nöronal somata gibi periferik sinirleri etkileyebilir RTX belirli bir doz olup gündeme gösterir. Eğer öyleyse, RTX özellikle küçük çaplı nöronlar etkiler ve küçük fiber nöropati klinikte taklit potansiyel bir ajan olabilir. Örneğin, DM klinikte metabolik bozukluk ve küçük fiber nöropati temel özelliklerinin çoğu periferik sinirlerin nevropatoloji dahil olmak üzere karmaşık bir konudur. Küçük fiber DM ilişkili nöropati mekanizmaları periferik sinirleri etkileyen ana Ajan olmayabilir metabolik bozukluk katkısını dışlamak değil. Bu nedenle, küçük fiber DM ilişkili nöropati sistematik metabolik bozukluk etkileri dışlamak saf hayvan modeli gerektirir. Bu iletişim kuralı RTX IENF dejenerasyon ve küçük çaplı nöron yaralanma, değiştirilmiş immunostaining analiz tarafından gösterildiği gibi bir tipik küçük fiber nöropati modeli geliştirmek için çalışma doz açıklar.

Protocol

Laboratuvar hayvanları30için etik kurallar doğrultusunda açıklanan yordamları vardır ve protokol hayvan Komitesi Kaohsiung Tıp Üniversitesi tarafından Kaohsiung, Tayvan kabul gördü. 1. RTX nöropati kurulması Uyarı: RTX Nörotoksik ve tehlikeli. Temas, göz, müköz membranlar ve üst solunum yolu için tahriş edici olarak görür. İnhalasyon önlemek ve laboratuvar gözlük ve kat RTX hazırlık sırasında giy…

Representative Results

Bu iletişim kuralı özellikle küçük çaplı nöronlar, IENF dejenerasyon, duyusal bozukluklar (Şekil 2) ile ilgili de dahil olmak üzere etkiler RTX nöropati bir roman fare modeli açıklar. Burada açıklanan iletişim kuralı hayvanlar termal hypoalgesia ve D7 yazı RTX enjeksiyon, mekanik allodynia sergilendi. Bu küçük fiber nöropati model RTX üç doz kurmak için: 200, 50 ve 10 µg/kg ı.p. rota tarafından idare. Belgili tanımlık RTX doz (5…

Discussion

Küçük fiber nöropati klinikte etkili tedavisi hastaların yaşam kalitesi ve fonksiyonel iyileşme teşvik için gereklidir. Şu anda, küçük çaplı nöronal yaralanma temel moleküler mekanizmaları kapsamlı anlayış eksikliği küçük fiber nöropati ile ilgili duyusal bozukluk hedefleme terapötik bir rehber eksikliği vardır. Nöropati önceki modellere genellikle her iki büyük – ve küçük çaplı duyusal sinir etkilenen; Örneğin, kemoterapi kaynaklı nöropati12,<s…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu eser Bakanlığı bilim ve Teknoloji (106-2320-B-037-024), Kaohsiung Tıp Üniversitesi (KMU-M106028, KMU-S105034) ve amaç üst üniversiteler hibe (TP105PR15), Kaohsiung Tıp Üniversitesi, Tayvan için gelen hibe tarafından desteklenmiştir.

Materials

Chemical reagent
Resiniferatoxin Sigma R8756
Tween 80 Sigma P1754
3,3’-diaminobenzidine Sigma D8001
avidin-biotin complex Vector PK-6100
Name Company Catalog Number Comments
Primary Antisera
Peripherin Chemicon MAB-1527
ATF3 Santa Cruz SC-188
PGP9.5 UltraClone RA95101
Name Company Catalog Number Comments
Secondary Antisera
Biotinylated goat anti-rabbit IgG Vector BA-1000
Texas Red-conjugated goat anti-mouse Jackson ImmunoResearch 115-075-146
Isothiocyanate (FITC)-conjugated donkey anti-rabbit Jackson ImmunoResearch 711-095-152
Name Company Catalog Number Comments
Equipment
Hot plate IITC Model 39
von Frey filament Somedic Sales AB 10-600-0001
Name Company Catalog Number Comments
Material
Shandon coverplate Thermo scientific 72110017
Slide rack Thermo scientific 73310017
DOWNLOAD MATERIALS LIST

Riferimenti

  1. Shun, C. T., et al. Skin denervation in type 2 diabetes: correlations with diabetic duration and functional impairments. Brain. 127 (Pt 7), 1593-1605 (2004).
  2. Polydefkis, M., et al. The time course of epidermal nerve fibre regeneration: studies in normal controls and in people with diabetes, with and without neuropathy. Brain. 127 (Pt 7), 1606-1615 (2004).
  3. Holland, N. R., et al. Small-fiber sensory neuropathies: clinical course and neuropathology of idiopathic cases. Ann Neurol. 44 (1), 47-59 (1998).
  4. Chaudhry, V., Rowinsky, E. K., Sartorius, S. E., Donehower, R. C., Cornblath, D. R. Peripheral neuropathy from taxol and cisplatin combination chemotherapy: clinical and electrophysiological studies. Ann Neurol. 35 (3), 304-311 (1994).
  5. Mellgren, S. I., Nolano, M., Sommer, C. The cutaneous nerve biopsy: technical aspects, indications, and contribution. Handb Clin Neurol. 115, 171-188 (2013).
  6. Hsieh, Y. L., Chiang, H., Lue, J. H., Hsieh, S. T. P2X3-mediated peripheral sensitization of neuropathic pain in resiniferatoxin-induced neuropathy. Exp Neurol. 235 (1), 316-325 (2012).
  7. Fukuoka, T., et al. Re-evaluation of the phenotypic changes in L4 dorsal root ganglion neurons after L5 spinal nerve ligation. Pain. 153 (1), 68-79 (2012).
  8. Joint Task Force of the, E., et al. European Federation of Neurological Societies/Peripheral Nerve Society Guideline on the use of skin biopsy in the diagnosis of small fiber neuropathy. Report of a joint task force of the European Federation of Neurological Societies and the Peripheral Nerve Society. J Peripher Nerv Syst. 15 (2), 79-92 (2010).
  9. Hsieh, S. T. Pathology and functional diagnosis of small-fiber painful neuropathy. Acta Neurol Taiwan. 19 (2), 82-89 (2010).
  10. Kennedy, W. R., Wendelschafer-Crabb, G. Utility of the skin biopsy method in studies of diabetic neuropathy. Electroencephalogr Clin Neurophysiol Suppl. 50, 553-559 (1999).
  11. Kennedy, W. R. Opportunities afforded by the study of unmyelinated nerves in skin and other organs. Muscle Nerve. 29 (6), 756-767 (2004).
  12. Verdu, E., et al. Physiological and immunohistochemical characterization of cisplatin-induced neuropathy in mice. Muscle Nerve. 22 (3), 329-340 (1999).
  13. Ko, M. H., Hu, M. E., Hsieh, Y. L., Lan, C. T., Tseng, T. J. Peptidergic intraepidermal nerve fibers in the skin contribute to the neuropathic pain in paclitaxel-induced peripheral neuropathy. Neuropeptides. 48 (3), 109-117 (2014).
  14. Hsieh, S. T., Chiang, H. Y., Lin, W. M. Pathology of nerve terminal degeneration in the skin. J Neuropathol Exp Neurol. 59 (4), 297-307 (2000).
  15. Tseng, T. J., Hsieh, Y. L., Ko, M. H., Hsieh, S. T. Redistribution of voltage-gated sodium channels after nerve decompression contributes to relieve neuropathic pain in chronic constriction injury. Brain Res. 1589, 15-25 (2014).
  16. Hsieh, Y. L., Lin, W. M., Lue, J. H., Chang, M. F., Hsieh, S. T. Effects of 4-methylcatechol on skin reinnervation: promotion of cutaneous nerve regeneration after crush injury. J Neuropathol Exp Neurol. 68 (12), 1269-1281 (2009).
  17. Tseng, T. J., Chen, C. C., Hsieh, Y. L., Hsieh, S. T. Effects of decompression on neuropathic pain behaviors and skin reinnervation in chronic constriction injury. Exp Neurol. 204 (2), 574-582 (2007).
  18. Hsieh, Y. L., Chiang, H., Tseng, T. J., Hsieh, S. T. Enhancement of cutaneous nerve regeneration by 4-methylcatechol in resiniferatoxin-induced neuropathy. J Neuropathol Exp Neurol. 67 (2), 93-104 (2008).
  19. Hsieh, Y. L., et al. Role of Peptidergic Nerve Terminals in the Skin: Reversal of Thermal Sensation by Calcitonin Gene-Related Peptide in TRPV1-Depleted Neuropathy. PLoS One. 7 (11), e50805 (2012).
  20. Neubert, J. K., et al. Peripherally induced resiniferatoxin analgesia. Pain. 104 (1-2), 219-228 (2003).
  21. Almasi, R., Petho, G., Bolcskei, K., Szolcsanyi, J. Effect of resiniferatoxin on the noxious heat threshold temperature in the rat: a novel heat allodynia model sensitive to analgesics. Br J Pharmacol. 139 (1), 49-58 (2003).
  22. Karai, L., et al. Deletion of vanilloid receptor 1-expressing primary afferent neurons for pain control. J Clin Invest. 113 (9), 1344-1352 (2004).
  23. Apostolidis, A., et al. Capsaicin receptor TRPV1 in urothelium of neurogenic human bladders and effect of intravesical resiniferatoxin. Urology. 65 (2), 400-405 (2005).
  24. Helyes, Z., et al. Antiinflammatory and analgesic effects of somatostatin released from capsaicin-sensitive sensory nerve terminals in a Freund’s adjuvant-induced chronic arthritis model in the rat. Arthritis Rheum. 50 (5), 1677-1685 (2004).
  25. Kissin, I., Bright, C. A., Bradley, E. L. Selective and long-lasting neural blockade with resiniferatoxin prevents inflammatory pain hypersensitivity. Anesth Analg. 94 (5), 1253-1258 (2002).
  26. Helyes, Z., et al. Inhibitory effect of anandamide on resiniferatoxin-induced sensory neuropeptide release in vivo and neuropathic hyperalgesia in the rat. Life Sci. 73 (18), 2345-2353 (2003).
  27. Kissin, I. Vanilloid-induced conduction analgesia: selective, dose-dependent, long-lasting, with a low level of potential neurotoxicity. Anesthesia and analgesia. 107 (1), 271-281 (2008).
  28. Pan, H. L., Khan, G. M., Alloway, K. D., Chen, S. R. Resiniferatoxin induces paradoxical changes in thermal and mechanical sensitivities in rats: mechanism of action. J Neurosci. 23 (7), 2911-2919 (2003).
  29. Iadarola, M. J., Mannes, A. J. The vanilloid agonist resiniferatoxin for interventional-based pain control. Current topics in medicinal chemistry. 11 (17), 2171-2179 (2011).
  30. Zimmermann, M. Ethical guidelines for investigations of experimental pain in conscious animals. Pain. 16 (2), 109-110 (1983).
  31. Chaplan, S. R., Bach, F. W., Pogrel, J. W., Chung, J. M., Yaksh, T. L. Quantitative assessment of tactile allodynia in the rat paw. J Neurosci Methods. 53 (1), 55-63 (1994).
  32. Cliffer, K. D., et al. Physiological characterization of Taxol-induced large-fiber sensory neuropathy in the rat. Ann Neurol. 43 (1), 46-55 (1998).
  33. Lipton, R. B., et al. Taxol produces a predominantly sensory neuropathy. Neurology. 39 (3), 368-373 (1989).
  34. Bennett, G. J., Xie, Y. K. A peripheral mononeuropathy in rat that produces disorders of pain sensation like those seen in man. Pain. 33 (1), 87-107 (1988).
  35. Ko, M. H., Hsieh, Y. L., Hsieh, S. T., Tseng, T. J. Nerve demyelination increases metabotropic glutamate receptor subtype 5 expression in peripheral painful mononeuropathy. Int J Mol Sci. 16 (3), 4642-4665 (2015).
  36. Jeftinija, S., Liu, F., Jeftinija, K., Urban, L. Effect of capsaicin and resiniferatoxin on peptidergic neurons in cultured dorsal root ganglion. Regul Pept. 39 (2-3), 123-135 (1992).
  37. Caudle, R. M., et al. Resiniferatoxin-induced loss of plasma membrane in vanilloid receptor expressing cells. Neurotoxicology. 24 (6), 895-908 (2003).
  38. Acs, G., Biro, T., Acs, P., Modarres, S., Blumberg, P. M. Differential activation and desensitization of sensory neurons by resiniferatoxin. J Neurosci. 17 (14), 5622-5628 (1997).
  39. Athanasiou, A., et al. Vanilloid receptor agonists and antagonists are mitochondrial inhibitors: how vanilloids cause non-vanilloid receptor mediated cell death. Biochem Biophys Res Commun. 354 (1), 50-55 (2007).
  40. Wu, C. H., Ho, W. Y., Lee, Y. C., Lin, C. L., Hsieh, Y. L. EXPRESS: NGF-trkA signaling modulates the analgesic effects of prostatic acid phosphatase in resiniferatoxin-induced neuropathy. Mol Pain. 12, (2016).
  41. Hsiao, T. H., Fu, Y. S., Ho, W. Y., Chen, T. H., Hsieh, Y. L. Promotion of thermal analgesia and neuropeptidergic skin reinnervation by 4-methylcatechol in resiniferatoxin-induced neuropathy. Kaohsiung J Med Sci. 29 (8), 405-411 (2013).
  42. Chao, C. C., et al. Pathophysiology of neuropathic pain in type 2 diabetes: skin denervation and contact heat-evoked potentials. Diabetes Care. 33 (12), 2654-2659 (2010).
  43. Kim, S. H., Chung, J. M. An experimental model for peripheral neuropathy produced by segmental spinal nerve ligation in the rat. Pain. 50 (3), 355-363 (1992).

Tags

Mouse ModelSmall Fiber NeuropathyTransient Receptor Potential Vanilloid Type 1ResiniferatoxinRTXHot Plate TestVon Frey Hair FilamentsSensory NeuropathyNeurotoxin Delivery

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citazione di questo articolo
Lee, Y., Lu, S., Hsieh, Y. Establishing a Mouse Model of a Pure Small Fiber Neuropathy with the Ultrapotent Agonist of Transient Receptor Potential Vanilloid Type 1. J. Vis. Exp. (132), e56651, doi:10.3791/56651 (2018).
Scarica citazione
Ristampe e autorizzazioni

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image