نموذج آلام ظهر الماوس الناجم عن منشط البلازمينوجين من نوع Urokinase
Summary
يتم توفير طرق للتحريض البسيط والسريع لنموذج آلام الظهر في الفئران هنا باستخدام حقن داخل الرباط لمنشط البلازمينوجين البولي.
Abstract
يمكن إحداث نموذج لآلام أسفل الظهر المستمرة في الفئران باستخدام المنهجية البسيطة الموضحة هنا. يتم توفير طرق خطوة بخطوة للتحريض البسيط والسريع لنموذج آلام الظهر المستمرة في الفئران هنا باستخدام حقن منشط البلازمينوجين من نوع urokinase (urokinase) ، وهو بروتياز سيرين موجود في البشر الأخرى. تتضمن منهجية تحريض آلام أسفل الظهر المستمرة في الفئران حقنا بسيطا من urokinase على طول منطقة الإدخال الرباطي للعمود الفقري القطني. ينشط عامل التهاب اليوروكيناز البلازمينوجين إلى البلازمين. عادة ، يمكن تحفيز النموذج في غضون 10 دقائق ويستمر فرط الحساسية لمدة 8 أسابيع على الأقل.
يمكن اختبار فرط الحساسية واضطراب المشي وغيرها من التدابير القياسية الشبيهة بالقلق والاكتئاب في النموذج المستمر. آلام الظهر هي أكثر أنواع الألم انتشارا. لتحسين الوعي بآلام الظهر ، أطلقت الرابطة الدولية لدراسة الألم (IASP) على عام 2021 “السنة العالمية لآلام الظهر” و 2022 “السنة العالمية لترجمة معرفة الألم إلى ممارسة”. أحد قيود التقدم العلاجي لعلاجات الألم هو عدم وجود نماذج مناسبة لاختبار الألم المستمر والمزمن. ميزات هذا النموذج مناسبة لاختبار العلاجات المحتملة التي تهدف إلى الحد من آلام الظهر وخصائصها المساعدة ، مما يساهم في تسمية IASP 2022 باعتباره العام العالمي لترجمة معرفة الألم إلى ممارسة.
Introduction
آلام أسفل الظهر هي واحدة من أكثر أسباب الإعاقة شيوعا حيث يعاني 1 من كل 5 أشخاص في جميع أنحاء العالم1. على الرغم من هذه الجهود ، هناك عدد قليل من النماذج الحيوانية الموثوقة لآلام الظهر المستخدمة بشكل شائع في الأبحاث الحيوانية في مجال الألم ، وخاصة في الفئران. استخدمت النماذج السابقة بشكل حصري تقريبا الفئران لتحريض آلام الظهر المزمنة (CBP) مثل تلك التي يسببها حقن منشط البلازمينوجين البولي (uPA) في مفصل الوجه القطني 2,3 ، أو حقن عامل نمو الأعصاب (NGF) في عضلات الجذع4 ، أو يودواسيتات أحادي الصوديوم (MIA) 5 أو إنترلوكين -1بيتا6 الحقن في القرص الفقري. بالطبع ، تفضل الفئران لهذه النماذج ويرجع ذلك أساسا إلى حجمها الأكبر وسهولة الوصول لحقن العوامل الالتهابية.
لكي نكون واضحين ، توجد نماذج فأر لآلام الظهر مثل نموذج الفأر SPARC-null لتنكس القرص الفقري المستخدم لسنواتعديدة 7 ، ولكن هذه أكثر تكلفة وتستغرق وقتا طويلا في إنشائها من النماذج القائمة على الحقن. أنشأت دراسة حديثة على الفئران نموذجا لآلام أسفل الظهر من خلال الجمع بين حقن NGF في عضلات أسفل الظهر مع إجهاد ضبط النفس المزمنالرأسي 8. في البروتوكول التالي ، قمنا بتكييف نموذج CBP الناجم عن uPA من الفئرانللفئران 2. يتم تأسيس فرط الحساسية في غضون 1 أسبوع ويستمر حتى 6-8 أسابيع. بالإضافة إلى ذلك ، أثبتنا أن الفئران تطور سلوكيات تشبه القلق والاكتئاب. نظرا لانتشار آلام الظهر والاستخدام الأكثر شيوعا للفئران في أبحاث الألم الجزيئي ، تم إنشاء هذا النموذج المتين بسهولة للاستخدام في تطوير استراتيجيات علاج جديدة لتخفيف آلام الظهر.
Protocol
Representative Results
Discussion
هذا النموذج من آلام الظهر المزمنة سهل الحث ، ويمكن أن تستمر فرط الحساسية التي تم إنشاؤها في غضون أسبوع 1 لمدة تصل إلى (وربما بعد) 8 أسابيع. وهذا يسمح بدراسة دقيقة لحالة الألم المزمن على عكس النماذج الحادة الأخرى التي تستمر لمدة أسبوع أو أسبوعين فقط. بينما نعرض النموذج في الفئران ، يمكن أيضا إ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم توفير تمويل المنحة من قبل NIH HEAL UG3 NS123958. تم تفتيش المرافق السكنية واعتمادها من قبل AAALAC. تم إيواء في مرفق إسكان مركز الثروة الحيوانية (ARC) الذي يديره موظفو المختبر وموظفو قسم المختبرات والموارد الحيوانية (DLAR). إجراءات الاختبار السلوكي هي طرق قياسية في هذا المجال على النحو المعتمد من قبل جمعية الألم الأمريكية والرابطة الدولية لدراسة الألم. تتوافق طريقة القتل الرحيم مع توصيات الفريق المعني بالقتل الرحيم التابع للجمعية الطبية البيطرية الأمريكية.
Materials
| Animals and Consumables | |||
| 70% ethanol | Local Source | ||
| BALB/c mice | Envigo | 20-25 g | |
| Cotton balls | Fisher Scientific | 19-090-702 | |
| Cotton-tipped applicators | Fisher Scientific | 19-062-616 | |
| Isoflurane inhalant anesthetic | MedVet | RXISO-250 | |
| Labeling tape | Fisher Scientific | NGFP7002 | |
| Nitrile exam gloves | Fisher Scientific | ||
| Oxygen tank | Local Source | ||
| Surgical drape, Steri-Drape Utility Sheet, Absorbent Prevention | VWR | 76246-788 | cut into 15 x 15 cm pieces |
| Tygon tubing with 3 mm inner diameter | Grainger | 22XH87 | |
| Equipment | |||
| #11 carbon steel scalpel blades | VWR | 21909-612 | |
| Anesthesia induction chamber | Summit Medical Equipment Company | AS-01-0530-LG | |
| Autoclave | Local Unit | ||
| Biology Dumont #5 forceps | Fine Science Tools | 11252-30 | |
| Glass bead sterilizer Germinator 500 | VWR | 102095-946 | |
| IITC Life Sciences Series 8 Model PE34 Hot/Cold Plate Analgesia Meter | IITC | PE34 | |
| Integra Miltex cotton & dressing pliers | Safco Dental Supply | 66-317 | |
| OPTIKA CL31 double arm LED illuminator | New York Microscope Company | OPCL-31 | |
| Plantar Test System with InfraRed Emitter, i. e. Hargreaves Apparatus | Ugo Basile | 37370-001 and 37370-002 | |
| Scalpel Handle No. 3 | VWR | 25607-947 | |
| Small animal heating pad | Valley Vet Supply | 47375 | |
| Student Vannas spring scissors, straight blade | Fine Science Tools | 91500-09 | |
| Table top animal research portable anesthesia workstation “PAM” | Patterson Scientific | AS-01-0007 | |
| Von Frey Filaments | Ugo Basile | 37450-275 |
References
- O’Sullivan, P. B., et al. Back to basics: 10 facts every person should know about back pain. British Journal of Sports Medicine. 54 (12), 698-699 (2020).
- Nauta, H. J., McIlwrath, S. L., Westlund, K. N. Punctate midline myelotomy reduces pain responses in a rat model of lumbar spine pain: evidence that the postsynaptic dorsal column pathway conveys pain from the axial spine. Cureus. 10 (3), 2371 (2018).
- Shuang, F., et al. Establishment of a rat model of lumbar facet joint osteoarthritis using intraarticular injection of urinary plasminogen activator. Scientific Reports. 5 (1), 9828 (2015).
- Reed, N. R., et al. Somatosensory behavioral alterations in a NGF-induced persistent low back pain model. Behavioural Brain Research. 418, 113617 (2022).
- Suh, H. R., Cho, H. -. Y., Han, H. C. Development of a novel model of intervertebral disc degeneration by the intradiscal application of monosodium iodoacetate (MIA) in rat. The Spine Journal. 22 (1), 183-192 (2022).
- Kim, H., Hong, J. Y., Lee, J., Jeon, W. -. J., Ha, I. -. H. IL-1β promotes disc degeneration and inflammation through direct injection of intervertebral disc in a rat lumbar disc herniation model. The Spine Journal. 21 (6), 1031-1041 (2021).
- Millecamps, M., Tajerian, M., Sage, E. H., Stone, L. S. Behavioral signs of chronic back pain in the SPARC-null mouse. Spine. 36 (2), 95-102 (2011).
- La Porta, C., Tappe-Theodor, A. Differential impact of psychological and psychophysical stress on low back pain in mice. Pain. 161 (7), 1442-1458 (2020).
- 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).
- Takao, K., Miyakawa, T. Light/dark transition test for mice. Journal of Visualized Experiments JoVE. (1), e104 (2006).
- Deuis, J. R., Dvorakova, L. S., Vetter, I. Methods used to evaluate pain behaviors in rodents. Frontiers in Molecular Neuroscience. 10, 284 (2017).
- David, D. J., et al. Neurogenesis-dependent and -independent effects of fluoxetine in an animal model of anxiety/depression. Neuron. 62 (4), 479-493 (2009).
- Yalcin, I., et al. A time-dependent history of mood disorders in a murine model of neuropathic pain. Biological Psychiatry. 70 (10), 946-953 (2011).
- Madathil, S. K., et al. Astrocyte-specific overexpression of insulin-like growth factor-1 protects hippocampal neurons and reduces behavioral deficits following traumatic brain injury in mice. PloS One. 8 (6), e67204 (2013).
- Sugimoto, H., Kawakami, K. Low-cost protocol of footprint analysis and hanging box test for mice applied the chronic restraint stress. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (143), e59027 (2019).
- Hassan, S., et al. Identifying chronic low back pain phenotypic domains and characteristics accounting for individual variation: a systematic review. Pain. , (2023).
