Модель инъекций щекдля одновременные измерения боли и поведения, связанных с зудом
Summary
Как правило, модель инъекции шеи мыши используется для оценки поведения нуля, вызванного pruritogen. Однако модель предоставляет информацию только о зуд, а не боль. Здесь, модель инъекции щеки введена в мышах, которые могут быть использованы для одновременного измерения боли и зуда, связанных с поведением.
Abstract
Зуд был определен как “неприятное кожное ощущение, которое провоцирует желание поцарапать” Ротман в 1941 году. В моделях мыши, царапины приступы, как правило, учитываются для оценки зуд индуцированных pruritogens. Тем не менее, предыдущие доклады показали, что алгетические вещества также вызывают царапин поведения в модели инъекции шеи мыши, которая является наиболее распространенным тестом, используемым для царапин поведения. Этот вывод затрудняет изучение зуда у мышей. В отличие от капсаицина, общего алгогена, снижение царапин поведения в некоторых экспериментов инъекции шеи. Таким образом, влияние боли на царапины поведения остается неясным. Таким образом, необходимо разработать метод для одновременного расследования зуд и ощущение боли с помощью поведенческих тестов. Здесь вводится модель инъекций щек, которая может быть использована для одновременного измерения поведения, связанного с болью и зудом. В этой модели, pruritogens вызывают царапин поведения в то время как алгетические вещества вызывают вытирая поведения. Используя эту модель, лисофосфатидная кислота (LPA), зуд посредника, найденного в холестатических пациентов с зудом, показано, что исключительно вызывают зуд, но не боль. Однако, в моделях мыши, LPA было сообщено, что будет и pruritogen и algogen. Исследование влияния LPA в модели инъекций щеки мыши показало, что LPA только индуцированные царапины, но не вытирая поведения. Это указывает на то, что LPA действует как pruritogen аналогично у мышей и людей, и демонстрирует полезность модели инъекции щеки для исследования зуда.
Introduction
Зуд был первоначально характеризуется как ощущение, которое вызывает царапин поведения для удаления вредных материалов с поверхности кожи. Тем не менее, зуд был в центре внимания терапии для неприятных ощущений, вызванных многими заболеваниями, такими как атопический дерматит, нейрогенные поражения, и холестаз1. В этих случаях зуд является серьезным неприятным ощущением, похожим на боль. Таким образом, зуд представляет собой важную цель исследования. Царапины поведение является основным показателем зуд в экспериментах на животных, и царапин поведение может быть вызвано у мышей путем введения pruritogens в кожу на шее2,3. Тем не менее, предыдущее исследование показало, что капсаицин, алгоген, также вызывает царапин поведения в модели инъекции шеи4, что затрудняет дискриминацию зуд от боли в этой модели. В отличие от этого, было установлено, что капсаицин снижение царапин поведения в модели инъекции шеи, что свидетельствует о том, что влияние боли на царапин поведения является сложным и зависит от экспериментальных условий. Таким образом, одновременные измерения боли и зуд связанных поведения позволит точный анализ pruritogens и алгогенов. Стивен Г. Симада и Роберт Х. LaMotte удалось в одновременных измерений боли и зуд связанных поведения путем изменения места инъекции от шеи до щеки4. В модели инъекции щеки, капсаицин индуцированных вытирая, но не царапин поведения, в то время как гистамин, pruritogen, только индуцированных царапин поведения. Таким образом, эта модель позволяет независимую оценку зуда и боли, что делает инъекцию щек полезной моделью для исследования зуда. При попытке определить, является ли испытательное вещество pruritogen и/или алгогеном, эта модель предоставляет больше информации, чем модель инъекции шеи. В этой статье описывается практический метод для выполнения инъекций щек и подсчета приступов царапин или вытирания, и показывает полезность этого метода для оценки царапин поведения, вызванного лисофосфатидной кислоты (LPA).
Protocol
Representative Results
Discussion
В этой статье вводится модель инъекций щек и показана полезная для анализа поведения, связанного с болью и зудом.
Предыдущий доклад показал, что альгетические вещества вызывают царапин поведения в мыши шеи инъекции модели4. В отличие от капсаицина снижение нуля поведения в других экспериментах инъекции шеи(Рисунок 3). Таким образом, влияние боли на царапин поведение остается неясным. Таким образом, необходимо разработать метод для одновременного расследования боли и зуда через поведенческие тесты. С помощью модели инъекции щеки, влияние вещества на боль и зуд может быть оценена.
Ранее сообщалось, что внутриклеточная LPA непосредственно активирует TRPV1 и TRPA1 как механизм LPA-индуцированного зуда5. Соответственно, LPA-индуцированный зуд может быть гистамином независимым. Предыдущее исследование также показало, что модель инъекции щек может быть использована для оценки гистамина-независимого зуда16. Таким образом, эта модель может быть использована как для гистамина-зависимых и -независимый зуд.
Одним из важнейших шагов в этом эксперименте является инъекция. Поскольку это острый поведенческий тест, анестезия не может быть использована в шаге инъекции, как это может повлиять на такое поведение. Таким образом, мышь должна быть надежно проведена для того, чтобы выполнить точную инъекцию. Когда удержание животного не является безопасным, особенно при инъекциях сильных алгогенов, мыши могут бороться, что приводит к неточной объем инъекции и глубины, а затем трудности в интерпретации результатов. При обращении с мышью, потяните кожу на затылке между большим и указательным пальцами, чтобы ингибировать движение мыши.
Другим важным шагом является поведенческий анализ. Потому что царапины очень быстро, видео необходимо внимательно следить. Кроме того, вытирая может быть трудно отличить от ухода. Поэтому в ходе первого эксперимента рекомендуется использовать положительные химические вещества, такие как капсаицин. Условия записи и воспроизведения также могут повлиять на подсчет обоих моделей поведения. Если трудно четко наблюдать за поведением, зеркала могут быть использованы вокруг клеток для повышения угла обзора4.
Следует отметить, что модель инъекции щек может показать снижение количественной точности для испытанных химических веществ, чем в модели инъекции шеи. Как показано на рисунке 3 и рисунке 4, такое же количество гистамина индуцированных более царапин поведения в шее модели, чем в щеку модели, и показал меньшие изменения в модели инъекции шеи. После того, как испытанное вещество было показано, что pruritogen с низким альгесическим эффектом с моделью инъекции щеки, модель инъекции шеи рекомендуется для дополнительного количественного анализа. Даже с этими ограничениями, модель инъекции щеки полезна для точной оценки испытательных веществ, особенно в области исследования зуда.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы признательны докторам Стивену Г. Шимаде и Роберту Х. Ламотту (Школа медицины йельского университета, Коннектикут), методы которых (справка 4) этот метод был адаптирован. Мы также благодарим г-на Кентаро Мияхара за создание иллюстраций для мыши. Это исследование было поддержано Грант-в-помощь для научных исследований от Министерства образования, культуры, спорта, науки и техники в Японии (No 15H02501 и 15H05928 в М.Т., и No 16K21691 в HK) и Ухара Мемориальный фонд (х.К.). Мы высоко ценим внедрение метода инъекций щек профессором Ламоттом в йельском университете.
Materials
| capsaicin | Sigma | M2028 | |
| diphenhydramine hydrochloride | Wako | 044-19772 | |
| histamine | Sigma | H7125 | |
| iMovie | Apple | ||
| lysophosphatidic acid | Avanti Polar Lipids | 325465-93-8 | |
| myjector | Terumo | ss-05M2913 | |
| tween-80 | Sigma | P4780 | |
| video camera | Panasonic | VX985M |
References
- Ikoma, A., Steinhoff, M., Stander, S., Yosipovitch, G., Schmelz, M. The neurobiology of itch. Nature Reviews Neuroscience. 7 (7), 535-547 (2006).
- Kuraishi, Y., Nagasawa, T., Hayashi, K., Satoh, M. Scratching behavior induced by pruritogenic but not algesiogenic agents in mice. European Journal of Pharmacology. 275 (3), 229-233 (1995).
- Kuraishi, Y., Yamaguchi, T., Miyamoto, T. Itch-scratch responses induced by opioids through central mu opioid receptors in mice. Journal of Biomedical Science. 7 (3), 248-252 (2000).
- Shimada, S. G., LaMotte, R. H. Behavioral differentiation between itch and pain in mouse. Pain. 139 (3), 681-687 (2008).
- Kittaka, H., Uchida, K., Fukuta, N., Tominaga, M. Lysophosphatidic acid-induced itch is mediated by signalling of LPA5 receptor, phospholipase D and TRPA1/TRPV1. The Journal of Physiology. 595 (8), 2681-2698 (2017).
- Maekawa, T., Nojima, H., Kuraishi, Y. Itch-associated responses of afferent nerve innervating the murine skin: different effects of histamine and serotonin in ICR and ddY mice. The Japanese Journal of Pharmacology. 84 (4), 462-466 (2000).
- Inagaki, N., et al. Scratching behavior in various strains of mice. Skin Pharmacology and Applied Skin Physiology. 14 (2), 87-96 (2001).
- Inami, Y., et al. Topical surfactant-induced pruritus: involvement of histamine released from epidermal keratinocytes. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 344 (2), 459-466 (2012).
- Vos, B. P., Hans, G., Adriaensen, H. Behavioral assessment of facial pain in rats: face grooming patterns after painful and non-painful sensory disturbances in the territory of the rat’s infraorbital nerve. Pain. 76 (1-2), 173-178 (1998).
- Yeo, J. F., Ong, W. Y., Ling, S. F., Farooqui, A. A. Intracerebroventricular injection of phospholipases A2 inhibitors modulates allodynia after facial carrageenan injection in mice. Pain. 112 (1-2), 148-155 (2004).
- Yeo, J. F., Ling, S. F., Tang, N., Ong, W. Y. Antinociceptive effect of CNS peroxynitrite scavenger in a mouse model of orofacial pain. Experimental Brain Research. 184 (3), 435-438 (2008).
- Hashimoto, T., Ohata, H., Momose, K. Itch-scratch responses induced by lysophosphatidic acid in mice. Pharmacology. 72 (1), 51-56 (2004).
- Kremer, A. E., et al. Lysophosphatidic acid is a potential mediator of cholestatic pruritus. Gastroenterology. 139 (3), 1008-1018 (2010).
- Alemi, F., et al. The TGR5 receptor mediates bile acid-induced itch and analgesia. Journal of Clinical Investigation. 123 (4), 1513-1530 (2013).
- Nieto-Posadas, A., et al. Lysophosphatidic acid directly activates TRPV1 through a C-terminal binding site. Nature Chemical Biology. 8 (1), 78-85 (2011).
- Akiyama, T., Carstens, M. I., Carstens, E. Differential itch- and pain-related behavioral responses and µ-opoid modulation in mice. Acta Dermato-Venereologica. 90 (6), 575-581 (2010).
