Ürokinaz tipi Plazminojen Aktivatörü ile İndüklenen Fare Sırt Ağrısı Modeli
Summary
Farelerde sırt ağrısı modelinin basit, hızlı indüksiyonu için yöntemler burada idrar plazminojen aktivatörünün intraligament enjeksiyonu kullanılarak sağlanmaktadır.
Abstract
Burada açıklanan basit metodoloji ile farelerde kalıcı bel ağrısı modeli indüklenebilir. Farelerde kalıcı bir sırt ağrısı modelinin basit, hızlı bir şekilde indüksiyonu için adım adım yöntemler, burada insanlarda ve diğer hayvanlarda bulunan bir serin proteaz olan ürokinaz tipi plazminojen aktivatörü (ürokinaz) enjeksiyonu kullanılarak sağlanmaktadır. Farelerde devam eden bel ağrısının indüksiyonu için metodoloji, lomber omurganın ligamentöz yerleştirme bölgesi boyunca basit bir ürokinaz enjeksiyonunu içerir. Ürokinaz inflamatuar ajanı, plazminojeni plazminle aktive eder. Tipik olarak, model 10 dakika içinde indüklenebilir ve aşırı duyarlılık en az 8 hafta devam eder.
Aşırı duyarlılık, yürüme bozukluğu ve diğer standart anksiyete ve depresyon benzeri önlemler kalıcı modelde test edilebilir. Sırt ağrısı en sık görülen ağrı türüdür. Sırt ağrısı farkındalığını artırmak için Uluslararası Ağrı Araştırmaları Derneği (IASP), 2021’i “Sırt Ağrısı Hakkında Küresel Yıl” ve 2022’yi “Ağrı Bilgisini Pratiğe Dönüştürmek için Küresel Yıl” olarak adlandırdı. Ağrı terapötiklerinin terapötik ilerlemesinin bir sınırlaması, kalıcı ve kronik ağrıyı test etmek için uygun modellerin olmamasıdır. Bu modelin özellikleri, sırt ağrısının ve yardımcı özelliklerinin azaltılmasını amaçlayan potansiyel terapötikleri test etmek için uygundur ve IASP’nin 2022’yi Ağrı Bilgisini Uygulamaya Dönüştürmek için Küresel Yıl olarak adlandırmasına katkıda bulunur.
Introduction
Bel ağrısı, dünya çapında her 5 kişiden 1’inin acı çektiği en yaygın sakatlık nedenlerinden biridir1. Bu çabalara rağmen, sırt ağrısının az sayıda güvenilir hayvan modeli, ağrı alanındaki hayvan araştırmalarında, özellikle farelerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Önceki modeller, lomber faset eklemine (uPA) idrar plazminojen aktivatörü (uPA) enjeksiyonu, sinir büyüme faktörünün (NGF) gövde kas sistemine enjeksiyonu (NGF) veya monosodyum iyodoasetat (MIA)5 veya interlökin-1beta6 intravertebral diske enjeksiyon. Tabii ki, sıçanlar bu modeller için esas olarak daha büyük boyutları ve enflamatuar ajanların enjeksiyonu için erişim kolaylığı nedeniyle tercih edilir.
Açık olmak gerekirse, uzun yıllar boyunca kullanılan SPARC-null fare intervertebral disk dejenerasyonu modeli gibi sırt ağrısının fare modelleri mevcuttur7, ancak bunların oluşturulması enjeksiyon tabanlı modellerden daha maliyetli ve zaman alıcıdır. Yakın zamanda yapılan bir fare çalışması, bel kaslarına NGF enjeksiyonunu dikey kronik kısıtlama stresi ile birleştirerek bir bel ağrısı modeli oluşturdu8. Aşağıdaki protokolde, uPA kaynaklı CBP modelini fareler2 için sıçanlardan uyarladık. Aşırı duyarlılık 1 hafta içinde kurulur ve 6-8 haftaya kadar devam eder. Ek olarak, farelerin anksiyete ve depresyon benzeri davranışlar geliştirdiğini tespit ettik. Sırt ağrısının prevalansı ve moleküler ağrı araştırmalarında farelerin daha yaygın kullanımı göz önüne alındığında, bu dayanıklı model, sırt ağrısının giderilmesi için yeni tedavi stratejilerinin geliştirilmesinde kullanılmak üzere kolayca oluşturulmuştur.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu kronik sırt ağrısı modelinin indüklenmesi kolaydır ve 1 hafta içinde kurulan aşırı duyarlılık 8 haftaya kadar (ve muhtemelen daha fazla) sürebilir. Bu, sadece bir veya iki hafta süren diğer akut modellerin aksine, kronik ağrı durumunun doğru bir şekilde incelenmesini sağlar. Modeli farelerde gösterirken, uPA kaynaklı CBP modeli sıçanlarda da kurulabilir2. Modelin bir avantajı, uzun süreli seyrin, kronik bel ağrısı olan hastalarda gözlenen anksiyete ve depresyon ben…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Hibe finansmanı NIH HEAL UG3 NS123958 tarafından sağlandı. Barınma tesisleri AAALAC tarafından denetlendi ve akredite edildi. Hayvanlar, laboratuvar personeli ve Laboratuvar ve Hayvan Kaynakları Bölümü (DLAR) personeli tarafından sürdürülen Hayvan Kaynakları Merkezi (ARC) barınma tesisinde barındırıldı. Davranışsal test prosedürleri, Amerikan Ağrı Derneği ve Uluslararası Ağrı Araştırmaları Derneği tarafından onaylanan standart yöntemlerdir. Ötenazi yöntemi, Amerikan Veteriner Hekimler Birliği Ötenazi Paneli’nin tavsiyeleri ile tutarlıdır.
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).
