Sensorisk signalering og smerteopplevelse er en kompleks prosess som resulterer fra et intrikat samspill mellom afferente nerver, spinal nevroner, stigende og synkende facilitatory og hemmende trasé og flere forskjellige områder av hjernen. Som sådan, kan endringer i en eller flere av disse nivåene resultere i endrede sensorisk signalering og visceral smerte i sykdomstilstander. For å studere alle disse forskjellige aspekter av sensorisk signalering av flere teknikker har blitt utviklet som strekker seg fra enkeltcelleforsøk (f.eks, kalsium avbildning på neuroner) til hele dyremodeller (f.eks atferdsmessige reaksjoner som visceromotor respons). Teknikken som beskrives i dette dokumentet gir forskere til å vurdere spesifikt afferente nerveaktivitet in vitro fra et isolert segment av tynntarmen eller kolon hos gnagere. Kort sagt, er en isolert gastrointestinal segment (vanligvis jejunum eller tykktarm) montert i en spesialbygd opptak kammer dynket med en fysiologisk KRebs løsning. Den innvoller nerve er skåret fri og koblet til en elektrode som tillater registrering av afferente nerveaktivitet i innvoller eller bekken afferente nerver. Nerveaktivitet kan tas opp basalt eller som respons på økende intraluminale trykk og / eller farmakologiske forbindelser som kan anvendes enten direkte inn i opptakskammeret (serosally), eller via intraluminal perfusatet (mukosalt) for å vurdere deres virkning på afferente utladning ^1-6 . Av notatet, innvoller nerver også inneholde efferente fibre og viscerofugal afferente i tillegg til de sensoriske afferente. En av de store fordelene ved ex vivo innvoller nerve-opptak er det faktum at forskere kan kvantifisere nerveaktivitet uten modulasjon eller inngang fra sentralnervesystemet, slik at man for å undersøke den direkte effekten av lokalt anvendte forbindelser på nerve-aktivitet. Videre overvåkning av viktige parametere, slik det er nødvendig ved hjelp av in vivo-metode (se nedenfor), er no lenger relevant. In vitro innvoller opptak er endelig mye mindre tidkrevende enn sin in vivo motstykke.

Afferent nerve-aktivitet som reaksjon på andre stimuli, slik som mucosal fjærende, prober ved bruk av von Frey hår eller strekking av segmentet, kan studeres i en modifisert forsøksoppsett der tarmvevet er festet ned og åpnet i lengderetningen (noe som er i motsetning til vår oppsett ved hjelp av en intakt segment), som ble beskrevet i en tidligere utgave ^7,8. I tillegg bare nylig ble en teknikk beskrevet å studere colonic afferent nerve aktivering i tarmveggen selv via kalsium bildebehandling, igjen ved hjelp av en låst ned, åpnet på langs segment ^9.

En alternativ versjon av denne in vivo teknikk består av å måle neuronal aktivering nær afferent inntreden i ryggmargen. Kort sagt, blir bedøvet dyret plassert i liggende stilling, exposing det lumbosakrale ryggmargen til hvilken afferent nerve av interesse prosjekter ved hjelp av laminektomi, konstruere en parafin fylt brønn ved bruk av huden av innsnitt og drapering dorsal rootlet over en platina bipolar elektrode ^10,11. Denne teknikken dessuten gjør det mulig for forskere å karakterisere fibre basert på deres ledningshastighet, og skille unmyelinated C-fibre fra tynt myelinerte Aδ-fibre. Videre er rygg rootlets utelukkende inneholder sensoriske afferente fibre, i motsetning til de blandede afferente og efferente nerver innvoller som er nevnt tidligere.

Opptak afferent nerve utslipp in vitro fra isolerte gut segmenter kan også gjøres ved hjelp av menneskelige prøver, som to forskergrupper uavhengig publisert første-i-mann manuskripter opptak colonic afferent nerve aktivitet i menneskelig reseksjon eksemplarer ^12,13. Gjennomføringen av denne teknikken kan resultere i en lettere til oversettelserpå av murine data til human staten, og kan tillate forskere å lett identifisere legemidler rettet mot sensibilisert sensoriske nerve. Den kliniske betydningen av å karakterisere afferent nerve aktivitet, samt oppdagelsen av nye terapeutiske reagenser som er rettet mot ublu afferent nerve aktivitet, har blitt kunstferdig diskutert av mange eksperter på området ^14-19.

Den forannevnte in vitro-teknikk utfyller mer kjent in vivo-måling av afferent nerve-aktivitet. Under in vivo neuronal aktivitet måling, kan nerveaktivitet måles direkte i den sederte dyr under hvilken segmentet av interesse blir identifisert og deretter intubert og en flytende parafin fylt brønn blir konstruert ved anvendelse av bukveggen og huden av den gnager ^20. Den afferent nerve av interesse blir så identifisert, seksjonert og plassert på en bipolar platina elektrode, slik at nerveaktivitet measurement. Denne teknikken gjør det mulig for forskeren å modulere afferente nerveaktivitet i lever riktignok bedøvet dyr; som sådan, kan man studere neuronal aktivitet reagere på forstyrrelser så som luminal utspiling eller intravenøs administrering av en forbindelse.

Translasjonell forskning fokuserer i dag hovedsakelig på anvendelsen av human-avledet supernatanter (f.eks., Fra colonic biopsier, dyrket perifere mononukleære blodceller, osv) på jejunale og / eller colonic mus afferente ^21,22. Forskere kan direkte bruke supernatanter enten i organbadet eller i den intraluminal løsning som perfuses tarmen segmentet, slik at ulike effekter av serøse versus slimhinne søknad kan studeres på afferent nerve utslipp. Som sådan, ble det vist at colonic slimhinnebiopsi supernatans fra pasienter med irritabel tarm-syndrom kan forårsake overfølsomhet i mus colonic afferente, marsvin submucous nevroner og mus dorsaleganglion nevroner ^21,23,24.

Til slutt, opptak neuronal aktivitet er ikke begrenset til de mesenteriale og / eller bekkennerveceller innervating mage-tarmkanalen. Andre har vist at nerve opptak kan utføres i afferenter forsyne kneleddet ^25, mens andre har karakterisert blære afferente nerveaktivitet, så vel ^26-28, og viste at bekkenet afferenter fra blæren, samt mage-tarmkanalen løper sammen, hvilket kan føre til neuronal crosstalk ^29.