Kronisk post-ischemia smärt modell för komplext regionalt smärtsyndrom typ-i hos råttor
Summary
Förutsatt att här är ett protokoll som specificerar steg för att upprätta en djurmodell av kronisk post-ischemia Pain (CPIP). Detta är en väl erkänd modell imitera mänskliga komplexa regionala smärtsyndrom typ-I. Mekaniska och termiska hypersensitivitet utvärderas ytterligare, liksom capsaicin-inducerad nociftäckande beteenden som observerats i CPIP råtta modell.
Abstract
Komplext regionalt smärtsyndrom typ-I (CRPS-I) är en neurologisk sjukdom som orsakar svår smärta bland patienter och förblir en olösta sjukdomstillstånd. Men de bakomliggande mekanismerna för CRPS-jag har ännu inte avslöjats. Det är känt att ischemia/reperfusion är en av de ledande faktorerna som orsakar CRPS-I. Med hjälp av långvarig ischemi och reperfusion av bakbenen, råtta kronisk post-ischemi Pain (cpip) modell har upprättats för att efterlikna CRPS-I. Den CPIP-modellen har blivit en välkänd djurmodell för att studera mekanismerna för CRPS-I. Detta protokoll beskriver de detaljerade förfaranden som är involverade i inrättandet av råtta modell av CPIP, inklusive anestesi, följt av ischemia/reperfusion av bakbenen. Egenskaperna hos råtta CPIP-modellen utvärderas ytterligare genom mätning av den mekaniska och termiska hypersensitivitet i bakbenen samt de nociferade svaren på akut kapsaicin injektion. Den råtta CPIP modellen uppvisar flera CRPS-I-liknande manifestationer, inklusive bakben ödem och hyperemi i det tidiga stadiet efter etableringen, ihållande termisk och mekanisk överkänslighet, och ökad nociffasade svar på akut capsaicin injektion. Dessa kännetecken gör det ett passande djur modellerar för mer ytterligare utredning av mekanismerna som är involverade i CRPS-I.
Introduction
Komplexa regionala smärtsyndrom (CRPS) reprents komplexa och kroniska smärtsymptom till följd av frakturer, trauma, kirurgi, ischemi eller nervskada1,2,3. CRPS klassificeras i 2 underkategorier: CRPS typ-I och typ-II (CRPS-I och CRPS-II)4. Epidemiologiska studier visade att prevalensen av CRPS var cirka 1:20005. CRPS-I, som visar inga uppenbara nervskador, kan resultera i kronisk smärta och dramatiskt påverkar livskvaliteten hos patienterna. Nuvarande tillgängliga behandlingar uppvisar otillräckliga terapeutiska effekter. Därför är CRPS-jag fortfarande ett viktigt och utmanande kliniskt problem som måste åtgärdas.
Inrättande av en preklinisk djurmodell imitera CRPS-jag är avgörande för att utforska mekanismerna bakom CRPS-I. För att ta itu med denna fråga, coderre et al. utformat en råtta modell genom att tillämpa långvarig ischemi och reperfusion till bakbenen till recapitulate CRPS-I6. Det är känt att ischemia/reperfusion skada är bland en av de viktigaste orsakerna till CRPS-I7. Den råtta cpip modellen uppvisar många CRPS-I-liknande symtom, som inkluderar Hind lem ödem och hyperemi i det tidiga skedet efter modell etablering, följt med ihållande termisk och mekanisk överkänslighet6. Med hjälp av denna modell, det föreslås att centrala smärt sensibilisering, perifer TRPA1 kanal aktivering och reaktiva syreradikaler generation, etc. bidra till CRPS-I8,9,10. Vi har nyligen framgångsrikt etablerat CPIP råtta modell och utfört RNA-sekvensering av dorsala root ganglier (DRGs) som innerverar den drabbade Hind Paw11. Vi upptäckte några potentiella mekanismer som möjligen är involverade i att förmedla smärtan överkänsligheter CRPS-I11. Vi identifierade ytterligare övergående receptor potentiell Vanilloid 1 (TRPV1) kanal i DRG nervceller som en viktig bidragande orsak till den mekaniska och termiska hypersensitivitet av CRPS-I12.
I denna studie beskrev vi de detaljerade förfaranden som ingår i inrättandet av råtta modell av CPIP. Vi utvärderade vidare råtta CPIP-modellen genom att mäta de mekaniska och termiska hypersensitiviteten samt dess lyhördhet för akut capsaicin Challenge. Vi föreslår att råtta CPIP-modellen kan vara en tillförlitlig djurmodell för vidare utredning av de mekanismer som deltar i CRPS-I.
Protocol
Representative Results
Discussion
Detta protokoll beskriver de detaljerade metoderna för att etablera en råtta CPIP-modell genom att tillämpa ischemia/reperfusion att bakben av råttor. Det innebär en utvärdering av hind lem utseende, ödem, mekanisk/termisk överkänslighet, och akuta nociftäckande beteenden som svar på capsaicin injektion.
Lem ischemia/reperfusion är en vanlig faktor som bidrar till CRPS-i hos patienter12. Detta protokoll beskriver hur man etablerar råtta CPIP-modellen, som ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta projekt sponsrades av National Natural Science Foundation i Kina (81873365 och 81603676), Zhejiang Provincial Natural Science fonder för framstående unga akademiker (LR17H270001) och forskningsmedel från 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).
