Modello di dolore cronico post-ischemia per la sindrome del dolore regionale complessa Tipo-I nei ratti
Summary
Fornito qui è un protocollo che dettaglia i passi per stabilire un modello animale di dolore cronico post-ischemia (CPIP). Questo è un modello ben riconosciuto che imita la sindrome del dolore regionale complesso umano di tipo I. Vengono ulteriormente valutate le ipersensibilità meccaniche e termiche, così come i comportamenti nocifensivi indotti dalla capsaicina osservati nel modello di ratto CPIP.
Abstract
La sindrome del dolore regionale complessa di tipo I (CRPS-I) è una malattia neurologica che causa forti dolori tra i pazienti e rimane una condizione medica irrisolta. Tuttavia, i meccanismi sottostanti di CRPS-I devono ancora essere rivelati. È noto che l’ischemia/reperfusione è uno dei fattori principali che causa CRPS-I. Per mezzo di ischemia prolungata e di reperfusione dell’arto posteriore, è stato stabilito il modello di dolore post-ischemia del ratto (CPIP) per imitare CRPS-I. Il modello CPIP è diventato un modello animale ben riconosciuto per studiare i meccanismi di CRPS-I. Questo protocollo descrive le procedure dettagliate coinvolte nella creazione del modello di ratto del CPIP, compresa l’anestesia, seguita da ischemia/reperfusione dell’arto posteriore. Le caratteristiche del modello CPIP del ratto vengono ulteriormente valutate misurando le ipersensibilità meccaniche e termiche dell’arto posteriore, nonché le risposte nocifensive all’iniezione acuta di capsaicina. Il modello CPIP ratto presenta diverse manifestazioni CRPS-I-like, tra cui edema dell’arto posteriore e iperemia nella fase iniziale dopo l’istituzione, ipersensibilità termiche e meccaniche persistenti, e aumentato le risposte nocifensive all’iniezione di capsaicina acuta. Queste caratteristiche lo rendono un modello animale adatto per ulteriori indagini sui meccanismi coinvolti in CRPS-I.
Introduction
Sindrome del dolore regionale complessa (CRPS) reprents sintomi di dolore complesso e cronico risultante da fratture, traumi, chirurgia, ischemia o lesione nervosa1,2,3. CRPS è classificato in due sottocategorie: CRPS tipo-I e tipo-II (CRPS-I e CRPS-II)4. Studi epidemiologici hanno rivelato che la prevalenza di CRPS era di circa 1:20005. Il CRPS-I, che non mostra evidenti danni ai nervi, può provocare dolore cronico e influisce drammaticamente sulla qualità della vita dei pazienti. Gli attuali trattamenti disponibili mostrano effetti terapeutici inadeguati. Pertanto, CRPS-I rimane ancora un problema clinico importante e impegnativo che deve essere affrontato.
Stabilire un modello animale preclinico che imita CRPS-I è fondamentale per esplorare i meccanismi alla base di CRPS-I. Per affrontare questo problema, Coderre et al. ha progettato un modello di ratto applicando ischemia prolungata e reperfusione all’arto posteriore per ricapitolare CRPS-I6. È noto che la lesione ischemia/reperfusione è tra le principali cause di CRPS-I7. Il modello CPIP ratto presenta molti sintomi CRPS-I-like, che includono edema degli arti posteriori e iperemia nella fase iniziale dopo la creazione del modello, seguita da persistenti ipersensibilità termiche e meccaniche6. Con l’aiuto di questo modello, si propone che la sensibilizzazione centrale al dolore, l’attivazione del canale TRPA1 periferico e la generazione di specie reattive di ossigeno, ecc. contribuiscano al CRPS-I8,9,10. Recentemente abbiamo stabilito con successo il modello di ratto CPIP ed eseguito il sequenziamento dell’RNA dei gangli della radice dorsale (DRG) che innervano la zampa posteriore colpita11. Abbiamo scoperto alcuni potenziali meccanismi che sono probabilmente coinvolti nella mediazione delle ipersensibilità del dolore di CRPS-I11. Abbiamo inoltre identificato il potenziale vanilloide 1 (TRPV1) del recettore transitorio nei neuroni DRG come importante contributore alle ipersensibilità meccaniche e termiche di CRPS-I12.
In questo studio, abbiamo descritto le procedure dettagliate coinvolte nella creazione del modello di ratto di CPIP. Abbiamo ulteriormente valutato il modello CPIP del ratto misurando le ipersensibilità meccaniche e termiche e la sua reattività alla sfida della capsaicina acuta. Proponiamo che il modello CPIP del ratto possa essere un modello animale affidabile per ulteriori indagini sui meccanismi coinvolti in CRPS-I.
Protocol
Representative Results
Discussion
Questo protocollo descrive i metodi dettagliati per stabilire un modello CPIP di ratto applicando l’ischemia/reperfusione agli arti posteriori dei ratti. Si tratta di valutare l’aspetto degli arti posteriori, l’edema, le ipersensibilità meccaniche/termiche e i comportamenti nocifensivi acuti in risposta all’iniezione di capsaicina.
L’ischemia/reperfusione degli arti è un fattore comune che contribuisce alla CRPS-I nei pazienti umani12. Questo protocollo descrive come …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo progetto è stato sponsorizzato dalla National Natural Science Foundation of China (81873365 e 81603676), dai Fondi Provinciali di Scienze Naturali di Ehejiang per giovani studiosi distinti (LR17H270001) e dai fondi di ricerca dell’Università Cinese di Medicina dello Q2019J01, 2018 -Y37, 2018-Y19).
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).
