Kronisk post-iskæmi smerte model for komplekse regionale smerte syndrom type-i i rotter
Summary
Forudsat her er en protokol, der beskriver trin til at etablere en dyremodel af kronisk post-iskæmi smerter (CPIP). Dette er en velkendt model efterligner menneskelige komplekse regionale smerte syndrom type-I. Mekaniske og termiske overfølsomme er yderligere evalueret, samt capsaicin-induceret nocifensive adfærd observeret i CPIP rotte model.
Abstract
Komplekse regionale smerte syndrom type-I (CRPS-I) er en neurologisk sygdom, der forårsager svær smerte blandt patienter og forbliver en uløst sygdomstilstand. Men de underliggende mekanismer i CRPS-jeg har endnu ikke afsløret. Det er kendt, at iskæmi/reperfusion er en af de førende faktorer, der forårsager CRPS-I. Ved hjælp af langvarig iskæmi og reperfusion af bagekstremiteten, er rotter kronisk post-iskæmi smerte (CPIP) model blevet etableret for at efterligne CRPS-I. Den CPIP model er blevet en velkendt dyremodel for at studere mekanismerne i CRPS-I. Denne protokol beskriver de detaljerede procedurer, der er forbundet med etableringen af rotte modellen for CPIP, herunder anæstesi, efterfulgt af iskæmi/reperfusion af bagben. Karakteristik af rotte CPIP model er yderligere evalueret ved at måle de mekaniske og termiske overfølsomme af bagben samt nocifensive respons på akut capsaicin injektion. Rotte CPIP model udstiller flere CRPS-I-lignende manifestationer, herunder baglemmer ødem og hyperæmi i den tidlige fase efter etablering, vedvarende termiske og mekaniske overfølsomme, og øget nocifensive respons på akut capsaicin injektion. Disse karakteristika gør den til en egnet dyremodel til yderligere undersøgelse af mekanismerne i CRPS-i.
Introduction
Komplekse regionale smerte syndrom (CRPS) reprents komplekse og kroniske smerter symptomer som følge af frakturer, traumer, kirurgi, iskæmi eller nerveskade1,2,3. CRPS klassificeres i 2 underkategorier: CRPS type I og type II (CRPS-I og CRPS-II)4. Epidemiologiske undersøgelser afslørede, at forekomsten af CRPS var ca. 1:20005. CRPS-I, som ikke viser nogen indlysende nerveskader, kan resultere i kroniske smerter og dramatisk påvirker patienternes livskvalitet. De nuværende tilgængelige behandlinger udviser utilstrækkelige terapeutiske virkninger. Derfor er CRPS-I stadig et vigtigt og udfordrende klinisk problem, der skal løses.
Etablering af en præklinisk dyremodel efterligner CRPS-I er afgørende for at udforske de mekanismer, der ligger til grund for CRPS-I. For at løse dette problem, Coderre et al. designet en rotte model ved at anvende langvarig iskæmi og reperfusion til bagben til at rekapitulere CRPS-I6. Det er kendt, at iskæmi/reperfusion skade er blandt en af de vigtigste årsager til CRPS-jeg7. Rotte CPIP model udviser mange CRPS-I-lignende symptomer, som omfatter baglemmer ødem og hyperæmi i den tidlige fase efter model etablering, efterfulgt af vedvarende termiske og mekaniske overfølsomme6. Med støtten fra denne model, foreslås det, at Central smerte sensibilisering, perifer TRPA1 Channel aktivering og reaktive ilt arter generation, etc. bidrage til CRPS-I8,9,10. Vi har for nylig med succes etableret cpip rotte model og udførte RNA-sekventering af rygrod ganglier (drgs) at inderverer den berørte bagpote11. Vi opdagede nogle potentielle mekanismer, der muligvis er involveret i at mæere smerte overfølsom heder af CRPS-I11. Vi identificerede yderligere forbigående receptor potentiel Vanilloid 1 (TRPV1) kanal i DRG neuroner som en vigtig bidragyder til de mekaniske og termiske overfølsomme af CRPS-I12.
I denne undersøgelse beskrev vi de detaljerede procedurer, der var involveret i etableringen af rotte modellen for CPIP. Vi evaluerede yderligere rotte-CPIP-modellen ved at måle de mekaniske og termiske overfølsom heder samt dens reaktionsevne over for akut capsaicin-udfordringen. Vi foreslår, at rotte-CPIP-modellen kan være en pålidelig dyremodel til yderligere undersøgelse af de mekanismer, der er involveret i CRPS-I.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denne protokol beskriver de detaljerede metoder til oprettelse af en rotte-CPIP-model ved at anvende iskæmi/reperfusion på bagbenene af rotterne. Det indebærer evaluering af baglemmer udseende, ødem, mekanisk/termisk overfølsomme, og akut nocifensive adfærd som reaktion på capsaicin injektion.
Ekstremiteter iskæmi/reperfusion er en fælles faktor, der bidrager til CRPS-i hos humane patienter12. Denne protokol beskriver, hvordan man etablerer rotte-CPIP-modellen,…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette projekt blev sponsoreret af National Natural Science Foundation of China (81873365 og 81603676), Zhejiang Provincial Natural Science fonde for Distinguished Young Scholars (LR17H270001) og forskningsmidler fra Zhejiang Chinese Medical University ( Q2019J01, 2018ZY37, 2018ZY19).
Materials
| 1.5 ml Eppendorf tube | Eppendorf | 22431021 | |
| DMSO | Sigma-Aldrich | D1435 | |
| Capsaicin | APEXBIO | A3278 | |
| Digital caliper | Meinaite | NA | |
| O-ring | O-Rings West | Nitrile 70 Durometer | 7/32 in. internal diameter |
| Plantar Test Apparatus | UGO Basile, Italy | 37370 | |
| von Frey filaments | UGO Basile, Italy | NC12775 |
Referências
- Goh, E. L., Chidambaram, S., Ma, D. Complex regional pain syndrome: a recent update. Burns, Trauma. 5 (1), 2 (2017).
- Birklein, F., Ajit, S. K., Goebel, A., Rsgm, P., Sommer, C. Complex regional pain syndrome – phenotypic characteristics and potential biomarkers. Nature Reviews Neurology. 14 (5), (2018).
- Shim, H., Rose, J., Halle, S., Shekane, P. Complex regional pain syndrome: a narrative review for the practising clinician. British Journal of Anaesthesia. , (2019).
- Urits, I., Shen, A. H., Jones, M. R., Viswanath, O., Kaye, A. D. Complex Regional Pain Syndrome, Current Concepts and Treatment Options. Current Pain, Headache Reports. 22 (2), 10 (2018).
- Helyes, Z., et al. Transfer of complex regional pain syndrome to mice via human autoantibodies is mediated by interleukin-1-induced mechanisms. Proceedings of National Academy Sciences of the United States of America. 116 (26), 13067-13076 (2019).
- Coderre, T. J., Xanthos, D. N., Francis, L., Bennett, G. J. Chronic post-ischemia pain (CPIP): a novel animal model of complex regional pain syndrome-Type I (CRPS-I; reflex sympathetic dystrophy) produced by prolonged hindpaw ischemia and reperfusion in the rat. Pain. 112 (1), 94-105 (2004).
- Coderre, T. J., Bennett, G. J. A hypothesis for the cause of complex regional pain syndrome-type I (reflex sympathetic dystrophy): pain due to deep-tissue microvascular pathology. Pain Medicine. 11 (8), 1224-1238 (2010).
- Klafke, J. Z., et al. Acute and chronic nociceptive phases observed in a rat hind paw ischemia/reperfusion model depend on different mechanisms. Pflugers Archiv European Journal of Physiology. 468 (2), 229-241 (2015).
- Tang, Y., et al. Interaction between astrocytic colony stimulating factor and its receptor on microglia mediates central sensitization and behavioral hypersensitivity in chronic post ischemic pain model. Brain Behavioral Immunology. 68, 248-260 (2018).
- Kim, J. H., Kim, Y. C., Nahm, F. S., Lee, P. B. The Therapeutic Effect of Vitamin C in an Animal Model of Complex Regional Pain Syndrome Produced by Prolonged Hindpaw Ischemia-Reperfusion in Rats. International Journal of Medical Sciences. 14 (1), 97-101 (2017).
- Yin, C., et al. Transcriptome profiling of dorsal root ganglia in a rat model of complex regional pain syndrome type-I reveals potential mechanisms involved in pain. Journal of Pain Research. 12, 1201-1216 (2019).
- Hu, Q., et al. TRPV1 Channel Contributes to the Behavioral Hypersensitivity in a Rat Model of Complex Regional Pain Syndrome Type 1. Frontiers in Pharmacology. 10, 453 (2019).
- Dixon, W. J. Efficient analysis of experimental observations. Annual Review of Pharmacology and Toxicology. 20, 441-462 (1980).
- Chai, W., et al. Electroacupuncture Alleviates Pain Responses and Inflammation in a Rat Model of Acute Gout Arthritis. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2018, 2598975 (2018).
- Chaplan, S. R., Bach, F. W., Pogrel, J. W., Chung, J. M., Yaksh, T. L. Quantitative assessment of tactile allodynia in the rat paw. Journal of Neuroscience Methods. 53 (1), 55-63 (1994).
- Fang, J. Q., et al. Parameter-specific analgesic effects of electroacupuncture mediated by degree of regulation TRPV1 and P2X3 in inflammatory pain in rats. Life Sciences. 200, 69-80 (2018).
- Tai, Y., et al. Involvement of Transient Receptor Potential Cation Channel Member A1 activation in the irritation and pain response elicited by skin-lightening reagent hydroquinone. Scientific Reports. 7 (1), 7532 (2017).
- Liu, B., et al. TRPM8 is the principal mediator of menthol-induced analgesia of acute and inflammatory pain. Pain. 154 (10), 2169-2177 (2013).
- Liu, B., et al. Oxidized Phospholipid OxPAPC Activates TRPA1 and Contributes to Chronic Inflammatory Pain in Mice. PLoS One. 11 (11), 0165200 (2016).
- Terkelsen, A. J., Gierthmuhlen, J., Finnerup, N. B., Hojlund, A. P., Jensen, T. S. Bilateral hypersensitivity to capsaicin, thermal, and mechanical stimuli in unilateral complex regional pain syndrome. Anesthesiology. 120 (5), 1225-1236 (2014).
- Drummond, P. D., Morellini, N., Finch, P. M., Birklein, F., Knudsen, L. F. Complex regional pain syndrome: intradermal injection of phenylephrine evokes pain and hyperalgesia in a subgroup of patients with upregulated alpha1-adrenoceptors on dermal nerves. Pain. 159 (11), 2296-2305 (2018).
- Minert, A., Gabay, E., Dominguez, C., Wiesenfeld-Hallin, Z., Devor, M. Spontaneous pain following spinal nerve injury in mice. Experimental Neurology. 206 (2), 220-230 (2007).
- Kingery, W. S., et al. Capsaicin sensitive afferents mediate the development of heat hyperalgesia and hindpaw edema after sciatic section in rats. Neuroscience Letters. 318 (1), 39-43 (2002).
- Xu, J., et al. Activation of cannabinoid receptor 2 attenuates mechanical allodynia and neuroinflammatory responses in a chronic post-ischemic pain model of complex regional pain syndrome type I in rats. European Journal of Neuroscience. 44 (12), 3046-3055 (2016).
- Coderre, T. J., Xanthos, D. N., Francis, L., Bennett, G. J. Chronic post-ischemia pain (CPIP): a novel animal model of complex regional pain syndrome-type I (CRPS-I; reflex sympathetic dystrophy) produced by prolonged hindpaw ischemia and reperfusion in the rat. Pain. 112 (1-2), 94-105 (2004).
- Weissmann, R., Uziel, Y. Pediatric complex regional pain syndrome: a review. Pediatric Rheumatology Online Journal. 14 (1), 29 (2016).
- Kim, H., Lee, C. H., Kim, S. H., Kim, Y. D. Epidemiology of complex regional pain syndrome in Korea: An electronic population health data study. PLoS One. 13 (6), 0198147 (2018).
- Tang, C., et al. Sex differences in complex regional pain syndrome type I (CRPS-I) in mice. Journal of Pain Research. 10, 1811-1819 (2017).
