نموذج Monoiodoacetate الألم في التهاب المفاصل في الماوس
Summary
هشاشة العظام (OA)، أو مرض المفاصل التنكسية، هو شرط المنهكة المرتبطة الألم الذي لا تزال تسيطر عليها جزئيا فقط المسكنات المتاحة. ويجري تطوير نماذج حيوانية لتحسين فهمنا لآليات الألم ذات الصلة الزراعة العضوية. نحن هنا وصف منهجية لنموذج monoiodoacetate من الألم الزراعة العضوية في الماوس.
Abstract
أعراض كبير من المرضى الذين يعانون من هشاشة العظام (OA) هو الألم الذي الناجمة عن التغيرات الطرفية وكذلك المركزية ضمن مسارات الألم. العلاجات الحالية للألم الزراعة العضوية مثل المضادات أو المواد الأفيونية ليست فعالة بما فيه الكفاية ولا تخلو من آثار جانبية ضارة. ويجري تطوير نماذج حيوانية من الزراعة العضوية لتحسين فهمنا لآليات الألم ذات الصلة الزراعة العضوية وتحديد الأهداف الدوائية رواية للعلاج. وتشمل النماذج المتاحة من الزراعة العضوية في القوارض حاليا التدخلات الجراحية والكيميائية في مفصل الركبة واحد. أصبح (MIA) نموذج monoiodoacetate معيارا لنمذجة تعطل المشترك في الزراعة العضوية في كل من الجرذان والفئران. هذا النموذج، الذي هو أسهل لأداء في الفئران، ينطوي على حقن MIA في مفصل الركبة أن يدفع الاستجابات مثل الألم السريعة في أطرافهم المماثل، ومستوى الذي يمكن السيطرة عليها عن طريق الحقن بجرعات مختلفة. حقن داخل المفصل من MIA يعطل خلية غضروفية تحلل عن طريق تثبيط glycerنازعة ألدهيد-3-الفوسفاتيز والنتائج في الموت خلية غضروفية، اتساع الأوعية الدموية، تحت الغضروف نخر العظام وانهيار، وكذلك الالتهابات. التغيرات المورفولوجية للمفصلي الغضروف والعظام تعطيل هي تعكس بعض جوانب علم الأمراض المريض. جنبا إلى جنب مع تلف المفاصل، المشار MIA الحث حقن الحساسية الميكانيكية في مخلب هند والوزن العجز المماثل تحمل قابلة للقياس وقابلة للقياس الكمي. هذه التغيرات السلوكية تشبه من بعض الأعراض التي أبلغ عنها السكان المريض، وبالتالي التحقق من صحة حقن MIA في الركبة نموذجا مفيدا ومناسبا ما قبل السريرية من الألم الزراعة العضوية.
والهدف من هذه المادة هو وصف منهجية الحقن داخل المفصل من وزارة الداخلية والتسجيلات السلوكية للتنمية المرتبطة فرط الحساسية مع العقل لتسليط الضوء على الخطوات اللازمة لإعطاء التسجيلات متسقة وموثوق بها.
Introduction
سريريا، هشاشة العظام (OA)، أو مرض المفاصل التنكسية، هو حالة مؤلمة والموهنة التي تتميز الفقدان التدريجي للغضروف مفصلي، التهاب خفيف من الأنسجة في وحول المفاصل، وأحيانا تشكيل العظمية والخراجات العظام. المرضى الذين يعانون من الزراعة العضوية تقرير استمرار الألم (1) وعرض زيادة حساسية للضغوط ومؤثرات الضارة في التهاب المفاصل المشتركة 2-4. في الوقت الحاضر، لا يوجد علاج لOA مع توصف النهج والمسكنات العلاجية المتاحة للتخفيف من الألم الذي يصاحب هذه الحالة، مع قدر من النجاح 5. ومع ذلك، لا تزال OA الألم ويجري حاليا وضع قضية والحيوان السريرية نماذج من الزراعة العضوية لتحسين فهمنا لآليات الألم ذات الصلة الزراعة العضوية والكشف عن أهداف جديدة للعلاج.
وهناك العديد من النماذج الحيوانية الزراعة العضوية المتاحة مع خصائص مختلفة 6. الأساليب الجراحية، مثل الأماميالصليبي transection الرباط، يمكن استخدامها. ومع ذلك، فإنها تنطوي على التدخل الجراحي ماهرا ويتم تنفيذها في المقام الأول في الفئران، في حين يستخدم زعزعة الاستقرار في الغضروف المفصلي وسطي (DMM) في الماوس. التطور التلقائي الزراعة العضوية يحدث في تم الإبلاغ عن خنزير غينيا وانحطاط مشترك عفوية في C57 الفئران السوداء 3-16 شهرا من العمر 7،8. نماذج الزراعة العضوية عفوية لا ينطوي على أي تدخل للحث على الشرط، ولكن لديهم تقلب المتأصل، وعلى هذا النحو، تكبد أعداد أكبر، وتكلف 9،10. النماذج التي يسببها كيميائيا، من ناحية أخرى، تتطلب إجراءات أقل تغلغلا بكثير من النماذج الجراحية، وعلى هذا النحو، هي أسهل للتنفيذ وتسمح هذه الدراسة من آفات الزراعة العضوية في مراحل مختلفة. وتشمل هذه النماذج حقن واحدة في الركبة وكلاء التهابات، والمناعية، كولاجيناز، غراء، أو monoiodoacetate، والتي يمكن أن تكون سامة إذا كانت هربا من الفضاء المشترك. جميع النماذج الكيميائية من الزراعة العضوية، MIA هو الأكثر استخداما، والسلطة الفلسطينيةrticularly لاختبار فعالية من عاملات دوائية لعلاج الألم، وهذا النموذج يولد مثل الألم النمط الظاهري للتكرار وقوية، والسريع الذي يمكن أن تكون متدرجة عن طريق تغيير MIA الجرعة 11-15.
حقن داخل المفصل من وزارة الداخلية في القوارض يستنسخ آفات الزراعة العضوية مثل واضطراب وظيفي والتي يمكن تحليلها وكميا. MIA هو المانع من غليسيرألدهيد-3-الفوسفاتيز، وتعطيل تحلل الخلايا وأدى في نهاية المطاف إلى موت الخلايا 16،17. حقن داخل المفصل من MIA يسبب خلية غضروفية موت الخلايا، مما يؤدي إلى تآكل الغضاريف واللاحقة التعديلات العظم تحت الغضروف مثل ظهور العظام العظمية 18،19.
كما وصفت فائدة MIA في الفئران قبل 20 عاما، في هذه الورقة ونحن نركز على منهجية الزراعة العضوية التي يسببها MIA في الفئران كما يتم استخدام هذا النموذج على نحو متزايد مع توافر الفئران خروج المغلوب. وصفنا الداخلي للinjecنشوئها كميات صغيرة جدا في الركبة وأساليب لقياس حساسية للمؤثرات الضارة وغير الضارة في الأطراف الخلفية.
سوف انهيار منهجية تساعد على الحد من التقلبات، وعلى هذا النحو، صقل النموذج ويقلل من عدد الحيوانات اللازمة للدراسة.
Protocol
Representative Results
Discussion
مع هذه المنهجية، نحن تصف الأسلوب المفضل لحفز الزراعة العضوية مثل ألم في الماوس عن طريق الحقن داخل المفصل من وزارة الداخلية في مفصل الركبة وتقييم حساسية للمؤثرات غير المؤذية والضارة في الأطراف الخلفية. ويرتبط حقن MIA مع السلوك ألم مستمر، وهي تغير الوزن هند أطرافهم تحمل والتنمية من فرط الحساسية الميكانيكية المشار (آلام جلدية). هذه القياسات ثابتة يمكن استكمالها تحليل المشي على جهاز المشي أو عن طريق تحليل المنصة في الحيوانات التحرك بحرية. نماذج MIA تستجيب للعلاجات تخفيف الألم التقليدية 24، مما يشير إلى أنها قد تكون مفيدة لتمييز الطرق العلاجية. في حين حقن MIA ليس من الصعب من الناحية الفنية، وكبسولة مشتركة يمكن التطرق خلال الحقن، مما أدى إلى تسرب MIA خارج الكبسولة، وفشل لاحقا للحث على سمية غضروفية. في الواقع، حقن النظامية من MIA يمكن أن تكون قاتلة في القوارض لالثانية الآثار المحتملة للMIA على أنسجة وخلايا أخرى من غضروفية قد يربك النتائج، إضافة إلى كونه غير مرغوب فيه. على هذا النحو، لا بد من التأكيد على أن عناية كبيرة يجب أن تعطى للحقن MIA، كما هو عنصر حاسم في هذا النموذج، ويحتاج الثقة لأن تعطى الحقنة يحدث في الفضاء المفصلية. هذا البروتوكول يساعد على تحقيق ذلك.
وتهدف هذه البروتوكولات المذكورة هنا لضمان الحيوانات توفر استجابات متسقة مثل الألم طوال فترة الاختبار. أيضا، أنها تسمح تعديل شدة المرض عن طريق تغيير جرعة من MIA تستخدم لحمل علم الأمراض 15،23. والاستقراء السريع لكلا الدولة المرض وسلوك مثل الألم تسمح تقييم في الوقت المناسب من المركبات تعديل الألم. هذا هو مفيد على القائمة الجراحية وعفوية تطوير نماذج من الزراعة العضوية، التي يمكن أن تأخذ فترة أطول من الوقت لتطوير فرط الحساسية. أيضا، لا سيما بالنسبة للنماذج عفوية، وهذا المرض pathology لا تظهر في جميع الحيوانات (حوالي 20-80٪ 7)، في حين يرتبط نموذج MIA مع حدوث كبيرا من المستجيبين. وعلاوة على ذلك، ونماذج العفوية ليست مناسبة لقياس التغيرات في تحمل الوزن، وتطور الزراعة العضوية في ركبتيه. وعند النظر في القياسات السلوكية، تحتاج إلى أن تبقى هادئا ومسترخيا خلال التقييمات الحيوانات. ويتحقق ذلك، كما هو مفصل في البروتوكول، من خلال التدريب في وقت مبكر قبل تسجيل القياسات والتعامل المتكرر، والذي يسمح الحيوانات لتصبح مألوفة مع المجرب. وهناك نقطة رئيسية للحد من التوتر هو استخدام نفس مجرب لاختبار السلوك طوال، وتغيير مستمر ستؤدي إلى القضايا المذكورة سابقا. مثل أي نموذج، نموذج MIA الزراعة العضوية يتحمل القيود، مثل سرعة اضطراب المشترك، الذي لا يشبه التطور البطيء للأمراض الزراعة العضوية في المرضى. طريقة واحدة للتغلب على هذه المشكلة يكون لتكمل هذا النموذج مع سونموذج rgical الزراعة العضوية. استخدام نموذج الكيميائية MIA في تطوير مجمع يسمح لاستخدام البروتوكولات الوقائية والعلاجية على تطوير وصيانة الألم مثل الزراعة العضوية. وأخيرا، فإن نموذج MIA تكمل دراسات الصفات phenotypical من الفئران خروج المغلوب، مما يساعد على مزيد من فهم هذا المرض الزراعة العضوية.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ويدعم JSV بمنحة تعاوني لMM من قبل المفوضية الأوروبية (GAN 603191-PAINCAGE).
Materials
| Monoiodoacetate | Sigma-Aldrich | I-2512-25G | ||
| 0.9% Saline | Mini-Plasco basic | 365 4840 | ||
| Isoflurane | Merial | DNI 4090/1 | ||
| 26g Needle | Fisher Scientific | 12947606 | ||
| 50ul Hamilton Syringe | Sigma-Aldrich | 20701 | ||
| Von Frey Hairs | Linton Instruments | NC 122775-99 | ||
| Incapacitance tester | Linton Instruments | Delivery on Request | ||
| Testing Cage Rack | Ugo Basile | 37450 | ||
| Compact Anesthetic system | Vet -Tech | AN001B | ||
| Medical O2 | BOC | 101-F | ||
| Aldasorbers | Vet -Tech | AN006A | ||
References
- Farrell, M., Gibson, S., McMeeken, J., Helme, R. Pain and hyperalgesia in osteoarthritis of the hands. J. Rheumatol. 27 (2), 441-447 (2000).
- Kuni, B., Wang, H., Rickert, M., Ewerbeck, V., Schiltenwolf, M. Pain threshold correlates with functional scores in osteoarthritis patients. Acta. Orthop. 86 (2), 215-219 (2015).
- Wylde, V., Hewlett, S., Learmonth, I. D., Dieppe, P. Persistent pain after joint replacement: prevalence, sensory qualities, and postoperative determinants. Pain. 152 (3), 566-572 (2011).
- Wylde, V., Palmer, S., Learmonth, I. D., Dieppe, P. Test-retest reliability of Quantitative Sensory Testing in knee osteoarthritis and healthy participants. Osteoarthr. Cartil. 19 (6), 655-658 (2011).
- Hunter, D. J. Pharmacologic therapy for osteoarthritis–the era of disease modification. Nat. Rev. Rheumatol. 7 (1), 13-22 (2011).
- Lampropoulou-Adamidou, K., et al. Useful animal models for the research of osteoarthritis. Eur. J. Orthop. Surg. Traumatol. 24 (3), 263-271 (2014).
- Yamamoto, K., Shishido, T., Masaoka, T., Imakiire, A. Morphological studies on the ageing and osteoarthritis of the articular cartilage in C57 black mice. J. Orthop. Surg. (Hong Kong). 13 (1), 8-18 (2005).
- Huebner, J. L., Hanes, M. A., Beekman, B., TeKoppele, J. M., Kraus, V. B. A comparative analysis of bone and cartilage metabolism in two strains of guinea-pig with varying degrees of naturally occurring osteoarthritis. Osteoarthr. Cartil. 10 (10), 758-767 (2002).
- Thysen, S., Luyten, F. P., Lories, R. J. Targets, models and challenges in osteoarthritis research. Dis Model Mech. 8 (1), 17-30 (2015).
- Longo, U. G., et al. Osteoarthritis: new insights in animal models. Open. Orthop. J. 6, 558-563 (2012).
- Bove, S. E., et al. Weight bearing as a measure of disease progression and efficacy of anti-inflammatory compounds in a model of monosodium iodoacetate-induced osteoarthritis. Osteoarthr. Cartil. 11 (11), 821-830 (2003).
- Pomonis, J. D., et al. Development and pharmacological characterization of a rat model of osteoarthritis pain. Pain. 114 (3), 339-346 (2005).
- Schuelert, N., McDougall, J. J. Grading of monosodium iodoacetate-induced osteoarthritis reveals a concentration-dependent sensitization of nociceptors in the knee joint of the rat. Neurosci. Lett. 465 (2), 184-188 (2009).
- Vonsy, J. L., Ghandehari, J., Dickenson, A. H. Differential analgesic effects of morphine and gabapentin on behavioural measures of pain and disability in a model of osteoarthritis pain in rats. Eur. J. Pain. 13 (8), 786-793 (2009).
- Im, H. J., et al. Alteration of sensory neurons and spinal response to an experimental osteoarthritis pain model. Arthritis Rheum. 62 (10), 2995-3005 (2010).
- Sabri, M. I., Ochs, S. Inhibition of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase in mammalian nerve by iodoacetic acid. J. Neurochem. 18 (8), 1509-1514 (1971).
- van der Kraan, P. M., Vitters, E. L., van de Putte, L. B., van den Berg, W. B. Development of osteoarthritic lesions in mice by ‘metabolic’ and ‘mechanical’ alterations in the knee joints. Am. J. Pathol. 135 (6), 1001-1014 (1989).
- Guingamp, C., et al. Mono-iodoacetate-induced experimental osteoarthritis: a dose-response study of loss of mobility, morphology, and biochemistry. Arthritis Rheum. 40 (9), 1670-1679 (1997).
- Janusz, M. J., et al. Moderation of iodoacetate-induced experimental osteoarthritis in rats by matrix metalloproteinase inhibitors. Osteoarthr. Cartil. 9 (8), 751-760 (2001).
- Marker, C. L., Pomonis, J. D. The monosodium iodoacetate model of osteoarthritis pain in the rat. Methods Mol. Biol. 851, 239-248 (2012).
- Chaplan, S. R., Bach, F. W., Pogrel, J. W., Chung, J. M., Yaksh, T. L. Quantitative assessment of tactile allodynia in the rat paw. J. Neurosci. Methods. 53 (1), 55-63 (1994).
- Dixon, W. J. Efficient analysis of experimental observations. Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol. 20, 441-462 (1980).
- Ogbonna, A. C., Clark, A. K., Gentry, C., Hobbs, C., Malcangio, M. Pain-like behaviour and spinal changes in the monosodium iodoacetate model of osteoarthritis in C57Bl/6 mice. Eur. J. Pain. 17 (4), 514-526 (2013).
- Fernihough, J., Gentry, C., Malcangio, M., Fox, A., Rediske, J., Pellas, T., Kidd, B., Bevan, S., Winter, J. Pain related behaviour in two models of osteoarthritis in the rat. Pain. 112 (1-2), 83-93 (2004).
