変形性関節症(OA)、または変性関節疾患、部分的にしか利用でき鎮痛剤によって制御されたまま痛みを伴う衰弱状態です。動物モデルは、OAに関連する疼痛の機序の我々の理解を改善するために開発されています。ここでは、マウスでのOA痛みのmonoiodoacetateモデルのための方法論について説明します。
変形性関節症(OA)患者の主な症状は、疼痛経路内の周辺だけでなく、中央の変化によってトリガされる痛みです。このようなNSAIDSやアヘンなどのOA疼痛に対する現在の治療は、いずれも十分な効果も有害な副作用を欠いています。 OAの動物モデルは、OAに関連する疼痛の機序の我々の理解を改善し、治療のための新規な薬理学的標的を規定するために開発されています。現在、げっ歯類におけるOAの利用可能なモデルは、1膝関節への外科的および化学的介入が含まれます。 monoiodoacetate(MIA)モデルは、ラットとマウスの両方におけるOAにおける関節破壊をモデル化するための標準となっています。ラットにおいて行うことが容易であるモデルは、同側肢における急速な疼痛様反応、種々の用量の注入によって制御可能なレベルを誘導膝関節へのMIAの注射を含みます。 MIAの関節内注射はglycerを阻害することにより軟骨細胞の解糖を妨害しますアルデヒド-3-ホスファターゼデヒドロゲナーゼおよび軟骨細胞死、血管新生、軟骨下骨壊死と崩壊をもたらすだけでなく、炎症。関節軟骨および骨破壊の形態学的変化は、患者の病状のいくつかの側面を反映しています。関節損傷に伴い、MIA注射の誘発は、測定および定量化可能であり、同側後肢および体重負荷赤字に機械的な感度を呼びます。これらの行動の変化は、それによってOAの痛みの有用かつ関連する前臨床モデルとして膝でMIA注射を検証し、患者集団によって報告された症状のいくつかに似ています。
この記事の目的は、一貫して信頼性の高い記録を与えるために必要なステップを強調するために、心と関節内MIAの注射や過敏症の関連する開発の行動記録の方法論を記述することです。
臨床的には、変形性関節症(OA)、または変性関節疾患は、関節軟骨の進行性の喪失、関節とその周辺の組織の軽度の炎症によって特徴づけられる痛みを伴う衰弱状態で、時には骨棘と骨嚢胞の形成。 OA患者は、持続性の痛み1と表示が関節炎の関節2-4に圧力と侵害刺激に対する感受性の増加を報告しています。現時点では、利用可能な治療方法と鎮痛剤が成功5のいくつかの学位を取得し、この条件に伴う痛みを軽減するために処方されると、OAの治療法はありません。しかし、OAの痛みは、OAの臨床的問題と動物モデルは、OA関連痛のメカニズムの理解を改善し、治療のための新たな標的を開示するために開発されているままです。
異なる特性を6で利用可能なOAのいくつかの動物モデルがあります。このような前方として外科的方法、十字靱帯離断を、利用することができます。しかし、それらは、熟練した外科的介入を伴い、内側半月板(DMM)の不安定化は、マウスで使用されている間、主に、ラットで行われます。 OAの自発的な開発は、モルモットで発生し、自発的な関節の変性は、年齢7,8の3〜16ヶ月からC57黒マウスで報告されています。自発的なOAモデルは状態を誘導する任意の介入を伴わないが、彼 らは固有の変動を持っている、そのようなものとして、より大きな数字を負担し、9,10を要しました。化学的に誘導されたモデルは、一方で、外科的モデルよりもはるかに低侵襲性の処置を必要とする、そのようなものとして、実装が容易であり、異なる段階でOA病変の研究を可能にします。これらのモデルは、彼らが関節空間を逃れる場合毒性であり得る炎症剤、免疫毒素、コラゲナーゼ、パパイン、またはmonoiodoacetateの膝、で単回注射が含まれます。 OAの全ての化学モデルのうち、MIAは、PA、最も頻繁に使用されているものですこのモデルはMIA用量11-15を変更することによって等級分けすることができ、再現性のある堅牢、かつ迅速な痛みのような表現型を生成するようrticularly、痛みを治療するための薬理学的薬剤の有効性をテストします。
げっ歯類におけるMIAの関節内注射は、OAのような病変および分析し、定量化することができる機能障害を再生します。 MIAは、細胞の解糖を破壊し、最終的に細胞死16,17もたらす、グリセルアルデヒド-3-ホスファターゼの阻害剤です。 MIAの関節内注入は軟骨の変性と、骨骨棘18,19の出現として後続の軟骨下骨の変化をもたらす、軟骨細胞死を引き起こします。
ラットにおけるMIAのユーティリティが20前に説明したように、このモデルはますますノックアウトマウスの可用性と使用されているように、本 論文では、マウスにおけるMIA誘発性OAの方法論に焦点を当てています。私たちはinjecための手順を記載しています膝と後肢における有害および非侵害刺激に対する感受性を測定するための方法に非常に小さな体積の化。
方法論の内訳は、ばらつきを低減し、そのようなものとして、モデルを改良し、研究に必要な動物の数を減らすのに役立ちます。
この方法では、我々は後肢での非侵害及び侵害刺激に対する膝関節と感度の評価におけるMIAの関節内注射によりマウスにOAのような痛みを誘導するための好ましい方法を説明します。 MIA注射は、持続的な疼痛行動、すなわち変更された後肢体重負荷と呼ばれる機械的過敏症(異痛症)の発症と関連しています。このような静的な測定は、自由に移動する動物におけるトレッドミル上またはキャットウォーク分析により歩行分析によって補完することができます。 MIAモデルは、それらが治療アプローチを見分けるために有用であり得ることを示し、従来の鎮痛療法24に応答します。 MIAの注射は技術的に困難ではないが、関節包は、軟骨細胞の毒性を誘導するためにカプセル外MIAの漏洩、およびその後の障害の原因となる、注入中にピアスすることができます。確かに、MIAの全身注射は、げっ歯類(a)で致命的なことができndは、軟骨細胞以外の組織や細胞にMIAの影響の可能性は望ましくないであることに加えて、結果を混乱させてもよいです。このように、モデルの重要な成分であり、信頼度は注入が関節空間に発生することを考慮する必要があるように細心の注意は、MIAの注射に与えられる必要があることを強調しなければなりません。このプロトコルは、それを実現するのに役立ちます。
ここで説明するプロトコルは、動物は、試験期間を通じて一貫性の痛みのような応答を提供確保することを目指しています。また、それらは、病理15,23を誘導するために使用されるMIAの量を変更することにより、疾患の重症度の調整を可能にします。両方の疾患状態や痛みのような動作の迅速な誘導は、痛み改良化合物のタイムリーな評価を可能にします。これは、手術、既存と自然に過敏症を開発するために、より長い時間がかかることがOAのモデルを開発するよりも有利です。また、特に自発的なモデルのため、病気patholMIAモデルは、応答者の重要な発生率と関連しているのに対し、 – (80%7およそ20)術は、すべての動物を中に現れていません。 OAは両膝に発展するにつれてさらに、自発的なモデルは、体重負荷の変化の測定には適していません。行動の測定を考慮すると、動物は評価中に、穏やかでリラックスした保たれる必要があります。プロトコルに詳述されるようにこれは、動物が実験者に精通することを可能にする測定値を記録する前に、繰り返し処理によって、初期のトレーニングによって、達成されます。ストレスを軽減するためのキーポイントは、定数変更は、前述の問題を誘発するように、全体の行動試験のために同じ実験を使用することです。いずれのモデルと同様に、OAのMIAモデルは、このような患者ではOAの病態の遅い開発に似ていない、関節破壊の迅速性、などの制限を、クマ。この問題を克服する一つの方法は、SUと、このモデルを補完するであろうOAのrgicalモデル。化合物の開発におけるMIAの化学モデルの使用は、OAのような痛みの開発及び保守の上で予防および治療プロトコルの使用を可能にします。最後に、MIAモデルは、さらに、OAの疾患を理解するために貢献し、ノックアウトマウスの表現型形質の研究を補完します。
The authors have nothing to disclose.
JSVは、欧州委員会(GAN 603191-PAINCAGE)によるMMへの共同助成金によってサポートされています。
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 |