Kronisk post-ischemia Pain modell for Complex Regional Pain syndrom type-jeg i rotter
Summary
Forutsatt her er en protokoll som detaljer skritt for å etablere et dyr modell av kroniske post-iskemi smerte (CPIP). Dette er en godt anerkjent modell etterligne menneskelige komplekse regionale smerte syndrom type-I. Mekaniske og termiske hypersensitivities er videre evaluert, samt capsaicin-indusert nocifensive atferd observert i CPIP rotte modellen.
Abstract
Komplekse regionale smerte syndrom type-I (CRPS-I) er en nevrologisk sykdom som forårsaker sterke smerter blant pasienter og er fortsatt en uløst medisinsk tilstand. Men de underliggende mekanismene for CRPS-jeg har ennå ikke avslørt. Det er kjent at iskemi/reperfusion er en av de ledende faktorene som forårsaker CRPS-I. Ved hjelp av forlenget iskemi og reperfusion av bakben lem, den rotte kroniske post-iskemi smerte (CPIP) modellen er etablert for å etterligne CRPS-I. Den CPIP modellen har blitt en godt anerkjent dyr modell for å studere mekanismene for CRPS-I. Denne protokollen beskriver detaljerte prosedyrer som er involvert i etableringen av rotte modellen av CPIP, inkludert anestesi, etterfulgt av iskemi/reperfusion av bakben lem. Kjennetegn på rotte CPIP modellen er ytterligere vurdert ved å måle den mekaniske og termiske hypersensitivities av bakdelen, samt nocifensive reaksjoner på akutt capsaicin injeksjon. Rotte CPIP modellen utstillinger flere CRPS-i-lignende manifestasjoner, inkludert hind lem ødem og hyperemia i tidlig stadium etter etablering, vedvarende termisk og mekanisk hypersensitivities, og økt nocifensive reaksjoner på akutt capsaicin injeksjon. Disse egenskapene gjør det til en passende dyremodell for videre etterforskning av mekanismene som er involvert i CRPS-i.
Introduction
Complex Regional Pain syndrom (CRPS) reprents komplekse og kroniske smerter symptomer som følge av brudd, traumer, kirurgi, iskemi eller nerveskade1,2,3. CRPS er klassifisert i 2 under Kategorier: CRPS type-I og type-II (CRPS-I og CRPS-II)4. Epidemiologiske studier avslørte at utbredelsen av CRPS var ca 1:20005. CRPS-I, som viser ingen åpenbar nerveskader, kan resultere i kroniske smerter og dramatisk påvirker livskvaliteten til pasientene. Gjeldende tilgjengelige behandlinger viser utilstrekkelige terapeutiske effekter. Derfor er CRPS-jeg fortsatt en viktig og utfordrende klinisk problem som må tas opp.
Etablering av en prekliniske dyr modell etterligne CRPS-I er avgjørende for å utforske mekanismene underliggende CRPS-I. For å løse dette problemet, Coderre et al. designet en rotte modell ved å bruke forlenget iskemi og reperfusion til bakdelen lem til recapitulate CRPS-I6. Det er kjent at iskemi/reperfusion skade er blant en av de viktigste årsakene til CRPS-I7. Rotte CPIP modellen utstillinger mange CRPS-i-lignende symptomer, som inkluderer hind lem ødem og hyperemia i tidlig stadium etter modell etablering, etterfulgt med vedvarende termisk og mekanisk hypersensitivities6. Med hjelp fra denne modellen, er det foreslått at sentrale smerte allergi, perifer TRPA1 kanal aktivering og reaktiv oksygen arter generasjon, etc. bidra til CRPS-I8,9,10. Vi har nylig etablert CPIP rotte modellen og utført RNA-sekvensering av rygg roten ganglia (DRGs) som innervate de berørte hind Paw11. Vi oppdaget noen potensielle mekanismer som er muligens involvert i formidling smerten hypersensitivities av CRPS-I11. Vi identifiserte videre forbigående reseptor potensial vanilloid 1 (TRPV1) kanal i DRG neurons som en viktig bidragsyter til den mekaniske og termiske hypersensitivities av CRPS-I12.
I denne studien, beskrev vi de detaljerte prosedyrene som er involvert i etableringen av rotte modellen av CPIP. Vi videre vurdert rotte CPIP modellen ved å måle den mekaniske og termiske hypersensitivities så vel som sin respons til akutt capsaicin utfordring. Vi foreslår at rotte CPIP modellen kan være en pålitelig dyr modell for videre etterforskning av mekanismene som er involvert i CRPS-I.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denne protokollen beskriver detaljerte metoder for å etablere en rotte CPIP modell ved å bruke iskemi/reperfusion til hind lemmer av rottene. Det innebærer evaluering av hind lem utseende, ødem, mekaniske/termisk hypersensitivities, og akutt nocifensive atferd som svar på capsaicin injeksjon.
Lem iskemi/reperfusion er en felles faktor som bidrar til CRPS-i menneskelige pasienter12. Denne protokollen beskriver hvordan å etablere rotte CPIP modellen, som er en vanli…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette prosjektet ble sponset av National Natural Science Foundation i Kina (81873365 og 81603676), Zhejiang Provincial Natural Science midler 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).
