Name: an ultrasonic tool for nerve conduction block in diabetic rat models
Uploaded: 2017-10-20T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 27 s
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研究は、科学省技術 (プロジェクト最も 105-2221-E-400-001) と国立健康研究所 (プロジェクト BN-105-PP-10)、台湾によって支えられました。

機関動物ケアおよび使用委員会台湾国家衛生研究院の承認すべての動物のプロトコル。
 1 です男性大人スプレイグ - SD ラットの糖尿病モデルの誘導 <ol><li>高速雄 SD ラット (300-350 g) STZ 誘発前に 6 時間にラットの餌ペレットをケージから取り外します。</li>。
	<li>準備ナトリウム クエン酸バッファー (0.1 M、pH 4.5)。
	<ol><li>溶解 1.05 g クエン酸一水和物 (C 6 H 8 O 7 · H 2 O; 分子重量 210.14) 0.1 M クエン酸溶液に蒸留水 50 mL にします</li>。
		<li>溶解 1.47 g クエン酸ナトリウム二水和物 (C 8 H 5 O 7 Na 3 · 2 H 2 O; 分子重量 294.12) 50 mL の蒸留水に 0.1 M クエン酸ナトリウム溶液を作成します</li>。
		<li>追加 25 mL クエン酸溶液 25 mL のクエン酸ナトリウム溶液に。ナトリウム クエン酸バッファー pH (ペーハー 4.5) を監視 pH メーターを使用しています 。
		注: バッファーは製張 0.1 M クエン酸ナトリウム溶液の適切な量を追加します</li>。
	</ol></li> <li>50 mg/mL STZ ソリューションを生成するために 0.1 M クエン酸ナトリウム緩衝溶解 STZ 。
	注: STZ のソリューションは、光に敏感、したがって、アルミ箔で STZ ソリューションを蓋をして 15-20 分以内使用</li>
	<li>は、クリーン エタノール パッドで注射部位 26-28 ゲージ針で 1 mL インスリンやツベルクリン注射器に 50 mg/kg の STZ ソリューションを描画し、損傷を防ぐために腹部の右下の象限に STZ 溶液を注入して腹腔内腹部の臓器。</li> <li>低血糖を防ぐために STZ 投与後 48 h の唯一の水源として 10% ショ糖水ラットを提供します</li></ol>。
 2。 STZ 誘発ラットの糖尿病の確認 <ol><li>モニターすべての空腹時血漿グルコース濃度ラット STZ によって挿入された血糖値計で 72 h の記事。
	<ol><li>高速空腹時を計測する前に 15 h の STZ 誘発糖尿病ラットは血糖</li>。
		<li>拘束袋のネズミを抑制し、血液グルコース測定中に採血のツインテールを公開します</li>。
		<li>は、血液ランセットを使用して小さい血のしたたりを取得するのに尻尾の先端を刺します。グルコース テスト ストリップの血の滴を配置します。空腹時血漿グルコース レベルを記録します 。
		注: 血糖値計を検出し、mg の/dL の単位で血糖値が表示されます。STZ 誘導の 2 週間後の空腹時血糖値 150 Mg/dl 以下とラットを除外します</li>。
	</ol></li></ol> 3。糖尿病ラットにおける糖尿病性ニューロパチーの評価 <ol><li>電子・ フォン ・ フレイと機械的アロディニア査定。
	<ol><li>長続き STZ 誘発糖尿病ラット後肢を評価する前に 30 分間 1 cm 径金網床のケージに足撤退応答します</li>。
		<li>剛体のヒント (直径 0.8 mm) と電子 von Frey プローブを使用して、手動で、ラットの後肢の足底の表面に圧力を適用して、前足撤退応答が見られるまで徐々 に圧力を増加します</li>。
		<li>ラット各測定間 30 秒間隔で 5 回計測を繰り返し、システムに表示圧力を記録します</li>。
	</ol></li> <li>ホット プレートで熱痛覚過敏を評価します。
	<ol><li>痛みの反応を評価する前に 10 分間ホット プレート (24 ± 0.5 ° C) に STZ 誘発糖尿病ラットを慣らす</li>。
		<li>削除し馴化後ケージに戻ってラットを置いて、ホット プレートを加熱、ホット プレートを維持 &#39; s の温度を 55 ± 0.5 ° C で</li>
		<li>加熱ホット プレート上同時にタイマーをスタートしながらラットを配置します</li>。
		<li>ラットは個別の動作を展示、後肢の足舐めなどまたは異常に素早く動かす後肢足、タイマーを停止、回収の遅延時間を記録します 。
		注: ラット 20 後個別の動作を表現していない場合 s (20 s カットオフ時間)、ホット プレート テストを終了し、ホット プレートからラットを削除します</li>。
	</ol></li></ol> 4。生体内で神経の伝導妨害 HIFU トランスデューサー 注: 生体内で 実験開始 5 週目 50 mg/kg 投与後。
<ol><li>HIFU 超音波処理と概念地図のブロックの前に動物の手続きを実行します。
	<ol><li>手術器具 (メス、はさみ、ピンセット、ガラス フック) 手術前にオートクレーブで滅菌します</li>。
		<li>の麻酔ラット チレタミン/チレタミン混合物 (40 mg/kg) とキシラジン (10 mg/kg の腹腔内注入または吸入 を介して イソフルラン気化器を介してイソフルランの 1.75%。体温を維持するために加熱パッドのラットを配置します</li>。
		<li>は、腹側の臥床で手術のラットを配置します。眼軟膏を適用します。ラットの足を拡張し、麻酔深度を確認するために爪のフィートの足底の表面をピンチします。ラットは、撤退の反応を示す、追加の麻酔を適用します</li>。
		<li>を上下電気クリッパーをラット背部、太ももから毛を取除きます。手術部位を清潔なガーゼで液体ヨウ素を適用し、円ガーゼを手術部位の外側に移動します。同じ円運動で液体ヨウ素を拭くためには、アルコール パッドを使用します。この実験は、左と右の手術のサイトで実行されます。他の手術のサイトで手順を繰り返すときの手順の次の手順を実行します</li>。
		<li>は、背側の太ももの皮膚の切開をするのに滅菌手術用ハサミやメスを使用します。鈍外科はさみを使用して、慎重に皮膚の下に組織を分離し、皮膚のフック大腿骨は筋肉内で見ることができると皮膚を保護します。</li>。
		<li>は、筋肉に埋め込まれている半ば太もも坐骨神経線維が表示されるまで慎重に大腿骨に平行の筋肉を分離するのにはさみを使用します。慎重に半ば太もも坐骨神経周囲の結合組織や筋肉を分離するガラスのフックを使用します</li>。
	</ol></li> <li>( 図 1 および 図 3) カスタムメイド神経創固定器を用いた HIFU 焦点ゾーンで坐骨神経を配置します 。
	注: 創カスタムメイド神経固定器は、3 つのコンポーネント ( 図 3) で構成されています。すべてのコンポーネントは、透明なポリメタクリル酸メチル (PMMA) から成っています。外部スレッド コンポーネントの上部構造は 2.5 mm 背が高いと M10XP0.7 ( 図 4 a)。中央の井戸は、4.0 mm 径が穴コンポーネントを使用は。井戸の底の開口部は、テープのシートに密封されます。スロットの直径は 1.2 mm とスロットの中央平面とコンポーネントの上面との距離私は 3.1 mm。 コンポーネント II 本体、4 本の脚と下部構造 ( 図 4 b) から成っています。下部構造の内部スレッドは 2.5 mm 背が高い、コンポーネントの外部スレッドに合わせて M10XP0.7 私。中央の穴の直径はコンポーネントの中心の井戸と同じ私。本体の寸法は、直径 32 mm 厚さ 5.4 mm です。4 本の脚が対称的に配置されます。2 つの同一の短い足は、配置用に設計された、2 つの同一の長い脚動作コンポーネント III にフックします。外径と III のコンポーネントの高さは、41 ミリメートルと 9.2 mm。M36XP1.0 であり、貫通孔は直径 27.5 mm 内部スレッド (< 強いクラス =「xfig」> 図 4)。コーンは、直径 84 mm の上部開口直径 27.5 mm の下部開口部と中空テーパです。高さは 57.5 mm ( 図 5 a) です。
	<ol><li>、実験前に創カスタムメイド アクリル神経固定器を滅菌水に浸漬後 30-60 分の漂白液漬します。</li>。
		<li>ガラス フックを使用して神経を慎重に持ち上げ、コンポーネント I. のスロットにそれを置く</li>
		<li>コンポーネント I. 塗り、中央にネジ コンポーネント II は替え玉と私をコンポーネントのよく &#39; 超音波伝搬と神経保存のためのソリューションです</li>。
		<li>スクリューのコンポーネント III HIFU 住宅コーン。ドック コンポーネント III コンポーネント II の 4 本の脚を使用してコンポーネント II と 。
		注: 3 つのコンポーネントの幾何学的中心と探触子を配置します。神経は、探触子の間隔が均等により神経が HIFU の焦点ゾーン内の焦点距離にします</li>。
	</ol></li> <li>坐骨神経・腓腹筋に他のペアの起源に鍼治療の針の 1 つのペアを挿入します。電気の同軸ケーブル ( 図 1) を電気生理学取得システムに針の各ペアを接続します 。
	メモ: ケーブルの一方の端には、個別に、ケーブルのもう一方の端に 2 本の針をクリップする二つのワニ口クリップ システムをリンクする BNC コネクタです。鍼治療の針のペアは、坐骨神経に刺激電極と記録電極腓腹筋でとして働きます。
	<ol><li>サンプリング レートおよび電気生理学の集録システムの帯域幅に 50 kHz と 70 Hz から 3 kHz、それぞれ設定します。坐骨神経の起源に刺激電極に 0.1 ms のパルス幅を持つ超最大刺激を適用します</li>。
		<li>記録電極から概念地図を記録し、電気生理学集録システムでアンプ内蔵で、概念地図の増幅します 。
		メモ: は、神経信号を増幅し、電気生理学データ取得方式記録電極から概念地図を記録する電気生理学集録システムで内蔵アンプを使用します</li>。
	</ol></li> <li>糖尿病神経因性ラットにおける概念地図を抑制する商業 2.68 MHz HIFU トランスデューサーを使用します 。
	メモ: 探触子の仕様は、次のように表現されます: 6 cm と 5 cm の焦点距離の口径を持つ単一要素球状ボウルと 4 mm 深さ、無料のフィールドの幅 0.8 mm の楕円の焦点ゾーン。
	<ol><li>浸球状円錐、HIFU トランスデューサーおよび円錐形はタンクのカバーは、脱水で満たされました。HIFU トランスデューサーを球状のコーンに入れて、6 頭ネジ ( 図 5 b) によって球状円錐の上部開口する円錐カバーを修正します。球状円錐の泡は泡水と比較しての低密度のために当然のことながら追放され後、透明 0.03 mm 厚テープで円錐形のフロント エンド開口部はシールします。球状のコーンの上にネジ コンポーネント III.</li>
		ガスを抜かれた水タンクから球形のコーンとコンポーネント III HIFU トランスデューサーを取り出す <li>. 
		注: 研究で使用される逆浸透膜水は逆浸透のプロセスによって精製水です。ガスを排出する逆浸透水を沸騰します。個々 の密閉タンクで冷却した後、ガスを抜かれた水が得られる</li>。
	</ol></li> <li>コンポーネントを配置、神経と筋肉の間のスペースに私、慎重にコンポーネント I. 実行手順 4.2.3 と神経が、HIFU の焦点のゾーン内に存在することを確認する 4.2.4 のギャップで神経の位置、( 図 3 a </強い >) です</li>。
	<li>は、関数発生器と高周波電力増幅器をリンクします。HIFU ビームの生成のための HIFU トランスデューサーに電力増幅器を接続します。手動で設定関数発生器の電圧出力、HIFU トランスデューサー を介して 電力増幅器。HIFU 照射時間が、手動で関数発生器の電源を切ります。タイマーを使用して時間を監視します 。
	注: 強度と本研究で用いた HIFU ビームのエネルギーは、2,810 W/cm 2 84 J/mm 2、それぞれと</li>。
	<li>は、同時に、概念地図を記録しながら坐骨神経に、電気生理学・ アクイジション ・ システム (ステップ 4.3) を介して刺激と HIFU システム (ステップ 4.6) を介して HIFU ビームを提供します。徐々 に 3 から坐骨神経に HIFU 露出 s、5 秒 ~ 8 s 概念地図の振幅の抑制または減少が観察されるまで。
	<ol><li>レコード、HIFU の配信中に 1 秒あたり一度概念地図のビーム。概念地図の振幅の変化を観察し、HIFU システムをオフにして、手動でレコード概念地図初期 10 分、連続 30 分の 5 分ごとに 2 分毎に電気生理学取得ソフトウェアのレコードのアイコンをクリックして、すべて 10 分、最後の段階まで、録音時間は 2 h.</li>
	</ol></li> <li>別のコンポーネント切開部位から HIFU トランスデューサーを削除するには、II と III 神経創固定器 ( 図 3)。独立したコンポーネント II と私はセキュリティで保護された坐骨神経を解放します。4-0 クロム腸線縫合糸によって、概念地図を記録した後糖尿病ラットの手術部位を縫合します。手術部位感染を防ぐために液体ヨウ素を適用されます。
	<ol><li>加熱パッドにケージを置くし、動物施設に返す前に檻の中で回復するラットを許可します。飲料水のイブプロフェンと 3 日間またはブプレノルフィン (0.05 - 0.1 mg/kg) の腹腔内投与のラットを提供します</li>。
	</ol></li> <li>で初期 HIFU 超音波処理後の手順に従って 4.1.2 項及び 7、14、28 日 4.3 坐骨神経と麻酔糖尿病神経因性ラットの腓腹筋の起源の刺激および記録の電極を挿入します。4.3.1 に 4.3.2 の手順を繰り返します。
	<ol><li>加熱パッドにケージを置き、動物施設へケージを移動する前に檻の中で回復するラットを許可します</li>。
	</ol></li> <li>実験後ラットを安楽死させます。炭酸ガス室にネズミを配置します。呼吸停止するラットの約 5 分を待ちます。心臓の鼓動が停止していることを確認します</li>。
</ol>

<ol>
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糖尿病ラット生体内神経因性神経の action potentials とブロック効果の両方が認めた HIFU 治療後の発生インスタントの部分的、一時的な抑制。概念地図の 28 日のフォロー アップ調査を示した適切な HIFU 露出で神経伝導の安全な封鎖が実施されます。その結果、HIFU 治療上のプロトコルは、糖尿病ラットの坐骨神経の可逆的な伝導ブロックの代替ソリューションを提供できます。
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鍼治療の経口薬1、および神経電気刺激2は、痛みを伴う糖尿病性多発ニューロパチーの治療のために使用されています。ただし、経口薬、鍼灸、電気神経刺激による手術の副作用は、治療効果と患者の遵守を妨げます。何十年も3,4、5の動物モデルにおける末梢神経の超音波ブロックについて調べた。大規模な緑のカエルの坐骨神経の in vitroの伝導は 0.4 - 超音波照射の 10-20 パルス治療後可逆的に抑制された 1.0 秒6。神経の伝導をブロックする 1 つの要因7超音波による温度上昇であります。性多発ニューロパチー患者、2 分8の低強度超音波にさらされる腓骨神経の複合筋活動電位 (概念地図) の抑制を行った。完全復旧時間は 5 分以内だった。
最近では、アメリカ合衆国の食品医薬品局は、子宮筋腫の腫瘍9、骨転移10、および前立腺癌11の痛み palliations の非侵襲的治療として HIFU を承認しました。HIFU トランスデューサーは、体の外の音響ビームを発するとフォーカスのターゲット腫瘍に収束ビーム様々 な組織媒体で送信。焦点のゾーンは、周囲の組織を傷つけることがなく腫瘍を標的にローカライズされたエフェクトを生成するすぐに形成されます。HIFU は、神経伝導を抑制または通常 Sprague-dawley (SD) ラット12の生体内の実験で神経叢を原因にも適用されています。さらに、神経因性の神経に HIFU の短期的および長期的な効果は、調査13をされています。前述の結果は、適切なパラメーターと HIFU による感覚神経伝導のリバーシブル的、または恒久的なブロックを達成できることを示した。鎮痛剤のアプリケーションに加えて HIFU される可能性がありますツールとして末梢および中枢神経の基礎的研究と鎮痛薬の開発のための神経伝導遮断コンポーネントの相対的な貢献を調査します。したがって、動物モデルにおける末梢神経の特定、HIFU ブロッキング技術プラットフォームが必要です。この資料の目的は、部分的または完全に HIFU による糖尿病神経因性ラット末梢神経の活動電位をブロックするための手順をデモンストレーションすることです。糖尿病ラットのモデルと末梢神経障害症状の評価を設立HIFU プラットフォームとラット坐骨神経の治療のために特定の実験的プロセスが掲載されています。

<table><tbody><tr><td>streptozotocin</td><td>Sigma</td><td>85882</td><td></td></tr><tr><td>citric acid monohydrate&amp;nbsp;</td><td>Sigma</td><td>C1909</td><td></td></tr><tr><td>trisodium citrate dihydrate</td><td>Sigma</td><td>W302600</td><td></td></tr><tr><td>glucose meters</td><td>Roche Accu-Check Active</td><td>GC</td><td></td></tr><tr><td>electronic von Frey device</td><td>IITC Life Science</td><td>2390</td><td></td></tr><tr><td>hot plate</td><td>IITC Life Science</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Biopac MP36 acquisition system</td><td>Biopac Systems, Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>HIFU transducer</td><td>Sonic Concepts</td><td>H108</td><td></td></tr><tr><td>function generator</td><td>Agilent</td><td>33250A</td><td></td></tr><tr><td>power amplifier</td><td>Electronics &amp;amp; Innovation</td><td>1040L</td><td></td></tr><tr><td>Rats&amp;nbsp;</td><td>Biolasco taiwan</td><td>Sprague-Dawley</td><td></td></tr><tr><td>Puralube vet ointment</td><td>Dechra</td><td></td><td></td></tr><tr><td>isoflurane vaporizer</td><td>Parkland Scientific</td><td>V3000PS</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurance</td><td>Attane</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Restraint bag (Decapicones)</td><td>Braintree Scientific</td><td>DC 200</td><td></td></tr></tbody></table>

an ultrasonic tool for nerve conduction block in diabetic rat models

高強度集束超音波 (HIFU) トランスデューサー神経伝導ブロックが正常及び糖尿病の動物モデルで実行されています。HIFU は超音波パラメーターの適切なを使用している間、神経を損傷することがなく可逆的に末梢神経の伝導をブロックできます。神経の活動電位の一時的、部分的なブロックは、HIFU が苦痛救助のための有用な臨床治療になる可能性を示しています。この作品は、糖尿病ラットの生体内でHIFU トランスデューサーを使用した神経因性神経の活動電位を抑制するための手順を示します。最初のステップは、ストレプトゾトシン (STZ) 注射による男性糖尿病神経因性ラットを生成することです。2 番目のステップは電子の von Frey プローブとホット プレートで STZ 誘発糖尿病ラットにおける糖尿病性ニューロパチーを評価する.最後のステップは、HIFU 超音波にさらされた神経の細胞外活動電位記録生体内ですることです。ここで示した方法は超音波鎮痛アプリケーションの研究に恩恵を受けます。

生体内で調査は示した、2,810 W/cm2の強度で 3 s の超音波照射の HIFU 線量、基準の 20% によって鎮圧されて、概念地図が、彼ら (図 2 a、ダイヤモンド) 30 分後に完全に回復した、ほぼ28 日 (図 2 b, ダイヤモンド) の期間の定数です。同じ強度で 5 s の HIFU の露出のため、概念地図は 4 分でベースラインの 65.4% (9.5%)?...

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An Ultrasonic Tool for Nerve Conduction Block in Diabetic Rat Models

この作業は、糖尿病性神経因性神経の活動電位をブロックする高強度集束超音波の適用の方法論を示します。

糖尿病モデルラットにおける神経伝導の超音波ツール ブロックします。

Nerve conduction block with a high intensity-focused ultrasound (HIFU) transducer has been performed in normal and diabetic animal models recently. HIFU ...

an-ultrasonic-tool-for-nerve-conduction-block-in-diabetic-rat-models

Research

JoVE Journal

Bioengineering

7.3K ビュー.  National Health Research Institutes. この作業は、糖尿病性神経因性神経の活動電位をブロックする高強度集束超音波の適用の方法論を示します。

ビデオ: An Ultrasonic Tool for Nerve Conduction Block in Diabetic Rat Models

Rapid Determination of the Thermal Nociceptive Threshold in Diabetic Rats

Painful diabetic neuropathy (PDN) is characterized by hyperalgesia i.e., increased sensitivity to noxious stimulus, and allodynia i.e., hypersensitivity to normally innocuous stimuli1. Hyperalgesia and allodynia have been studied in many different rodent models of diabetes mellitus2. However, as stated by B&ouml;lcskei et al, determination of "pain" in animal models is challenging due to its subjective nature3. Moreover, the traditional methods used to determine behavioral responses to noxious thermal stimuli usually lack reproducibility and pharmacological sensitivity3. For instance, by using the hot-plate method of Ankier4, flinch, withdrawal and/or licking of either hind- and/or fore-paws is quantified as reflex latencies at constant high thermal stimuli (52-55 &deg;C). However, animals that are hyperalgesic to thermal stimulus do not reproducibly show differences in reflex latencies using those supra-threshold temperatures3,5. As the recently described method of B&ouml;lcskei et al.6, the procedures described here allows for the rapid, sensitive and reproducible determination of thermal nociceptive thresholds (TNTs) in mice and rats. The method uses slowly increasing thermal stimulus applied mostly to the skin of mouse/rat plantar surface. The method is particularly sensitive to study anti-nociception during hyperalgesic states such as PDN. The procedures described bellow are based on the ones published in detail by Alm&aacute;si et al 5 and B&ouml;lcskei et al 3. The procedures described here have been approved the Laboratory Animal Care and Use Committee (LACUC), Wright State University.

Here, we describe a rapid reliable and simple procedure to determine the lowest temperature at which rats or mice show nocifensive behavior, i.e. the thermal nociceptive threshold (TNT). This method applies a slowly increasing thermal stimulus allowing precise and reproducible estimation of TNTs with minimum, if any, stress to the animals.

糖尿病ラットの熱侵害受容閾値の迅速定量

Painful diabetic neuropathy (PDN) is characterized by hyperalgesia i.e., increased sensitivity to noxious stimulus, and allodynia i.e., hypersensitivity ...

神経科学

The Sciatic Nerve Cuffing Model of Neuropathic Pain in Mice

Neuropathic pain arises as a consequence of a lesion or a disease affecting the somatosensory system. This syndrome results from maladaptive changes in injured sensory neurons and along the entire nociceptive pathway within the central nervous system. It is usually chronic and challenging to treat. In order to study neuropathic pain and its treatments, different models have been developed in rodents. These models derive from known etiologies, thus reproducing peripheral nerve injuries, central injuries, and metabolic-, infectious- or chemotherapy-related neuropathies. Murine models of peripheral nerve injury often target the sciatic nerve which is easy to access and allows nociceptive tests on the hind paw. These models rely on a compression and/or a section. Here, the detailed surgery procedure for the &#34;cuff model&#34; of neuropathic pain in mice is described. In this model, a cuff of PE-20 polyethylene tubing of standardized length (2 mm) is unilaterally implanted around the main branch of the sciatic nerve. It induces a long-lasting mechanical allodynia, i.e., a nociceptive response to a normally non-nociceptive stimulus that can be evaluated by using von Frey filaments. Besides the detailed surgery and testing procedures, the interest of this model for the study of neuropathic pain mechanism, for the study of neuropathic pain sensory and anxiodepressive aspects, and for the study of neuropathic pain treatments are also discussed.

Neuropathic pain is a consequence of a lesion or disease affecting the somatosensory system. The &#8220;cuff model&#8221; of neuropathic pain in mice consists of the implantation of a polyethylene cuff around the main branch of the sciatic nerve. Mechanical allodynia is tested using von Frey filaments.

マウスにおける神経因性疼痛の坐骨神経細胞浸潤モデル

Neuropathic pain arises as a consequence of a lesion or a disease affecting the somatosensory system. This syndrome results from maladaptive changes in ...

医学

In Vivo Electrophysiological Measurements on Mouse Sciatic Nerves

Electrophysiological studies allow a rational classification of various neuromuscular diseases and are of help, together with neuropathological techniques, in the understanding of the underlying pathophysiology1. Here we describe a method to perform electrophysiological studies on mouse sciatic nerves in vivo.
The animals are anesthetized with isoflurane in order to ensure analgesia for the tested mice and undisturbed working environment during the measurements that take about 30 min/animal. A constant body temperature of 37 &#176;C is maintained by a heating plate and continuously measured by a rectal thermo probe2. Additionally, an electrocardiogram (ECG) is routinely recorded during the measurements in order to continuously monitor the physiological state of the investigated animals.
Electrophysiological recordings are performed on the sciatic nerve, the largest nerve of the peripheral nervous system (PNS), supplying the mouse hind limb with both motoric and sensory fiber tracts. In our protocol, sciatic nerves remain in situ and therefore do not have to be extracted or exposed, allowing measurements without any adverse nerve irritations along with actual recordings. Using appropriate needle electrodes3 we perform both proximal and distal nerve stimulations, registering the transmitted potentials with sensing electrodes at gastrocnemius muscles. After data processing, reliable and highly consistent values for the nerve conduction velocity (NCV) and the compound motor action potential (CMAP), the key parameters for quantification of gross peripheral nerve functioning, can be achieved.

In Vivo Electrophysiological Measurements on Mouse Sciatic Nerves

Measurements of nerve conduction properties in vivo exemplify a powerful tool to characterize various animal models of neuromuscular diseases. Here, we present an easy and reliable protocol by which electrophysiological analysis on sciatic nerves of anesthetized mice can be performed.

マウス坐骨神経に生体内電気生理学的測定値の

Electrophysiological studies allow a rational classification of various neuromuscular diseases and are of help, together with neuropathological ...

In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing

Electrophysiology enables the objective assessment of peripheral nerve function in vivo. Traditional nerve conduction measures such as amplitude and latency detect chronic axon loss and demyelination, respectively. Axonal excitability techniques &#34;by threshold tracking&#34; expand upon these measures by providing information regarding the activity of ion channels, pumps and exchangers that relate to acute function and may precede degenerative events. As such, the use of axonal excitability in animal models of neurological disorders may provide a useful in vivo measure to assess novel therapeutic interventions. Here we describe an experimental setup for multiple measures of motor axonal excitability techniques in the rat ulnar nerve.
The animals are anesthetized with isoflurane and carefully monitored to ensure constant and adequate depth of anesthesia. Body temperature, respiration rate, heart rate and saturation of oxygen in the blood are continuously monitored. Axonal excitability studies are performed using percutaneous stimulation of the ulnar nerve and recording from the hypothenar muscles of the forelimb paw. With correct electrode placement, a clear compound muscle action potential that increases in amplitude with increasing stimulus intensity is recorded. An automated program is then utilized to deliver a series of electrical pulses which generate 5 specific excitability measures in the following sequence: stimulus response behavior, strength duration time constant, threshold electrotonus, current-threshold relationship and the recovery cycle.
Data presented here indicate that these measures are repeatable and show similarity between left and right ulnar nerves when assessed on the same day. A limitation of these techniques in this setting is the effect of dose and time under anesthesia. Careful monitoring and recording of these variables should be undertaken for consideration at the time of analysis.

In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing

Axonal excitability techniques provide a powerful tool to examine pathophysiology and biophysical changes that precede irreversible degenerative events. This manuscript demonstrates the use of these techniques on the ulnar nerve of anesthetized rats.

生体内で軸索興奮性のテストでラットの尺骨神経の電気生理学的測定

Electrophysiology enables the objective assessment of peripheral nerve function in vivo. Traditional nerve conduction measures such as amplitude and ...

Establishing a Mouse Model of a Pure Small Fiber Neuropathy with the Ultrapotent Agonist of Transient Receptor Potential Vanilloid Type 1

Patients with diabetes mellitus (DM) or those experiencing the neurotoxic effects of chemotherapeutic agents may develop sensation disorders due to degeneration and injury of small-diameter sensory neurons, referred to as small fiber neuropathy. Present animal models of small fiber neuropathy affect both large- and small-diameter sensory fibers and thus create a neuropathology too complex to properly assess the effects of injured small-diameter sensory fibers. Therefore, it is necessary to develop an experimental model of pure small fiber neuropathy to adequately examine these issues. This protocol describes an experimental model of small fiber neuropathy specifically affecting small-diameter sensory nerves with resiniferatoxin (RTX), an ultrapotent agonist of transient receptor potential vanilloid type 1 (TRPV1), through a single dose of intraperitoneal injection, referred to as RTX neuropathy. This RTX neuropathy showed pathological manifestations and behavioral abnormalities that mimic the clinical characteristics of patients with small fiber neuropathy, including intraepidermal nerve fiber (IENF) degeneration, specifically injury in small-diameter neurons, and induction of thermal hypoalgesia and mechanical allodynia. This protocol tested three doses of RTX (200, 50, and 10 &#181;g/kg, respectively) and concluded that a critical dose of RTX (50 &#181;g/kg) is required for the development of typical small fiber neuropathy manifestations, and prepared a modified immunostaining procedure to investigate IENF degeneration and neuronal soma injury. The modified procedure is fast, systematic, and economic. Behavioral evaluation of neuropathic pain is critical to reveal the function of small-diameter sensory nerves. The evaluation of mechanical thresholds in experimental rodents is particularly challenging and this protocol describes a customized metal mesh that is suitable for this type of assessment in rodents. In summary, RTX neuropathy is a new and easily established experimental model to evaluate the molecular significance and intervention underlying neuropathic pain for the development of therapeutic agents.

This study establishes an experimental model of pure small fiber neuropathy with resiniferatoxin (RTX). A unique dose of RTX (50 &#181;g/kg) is optimal for developing a small fiber neuropathy model that mimics patient characteristics and could help investigate the nociceptive molecular significance underlying neuropathic pain.

一過性受容体電位バニロイド型 1 Ultrapotent アゴニストと純粋な小さな繊維の神経疾患のマウスモデルを確立します。

Patients with diabetes mellitus (DM) or those experiencing the neurotoxic effects of chemotherapeutic agents may develop sensation disorders due to ...

Use of In Vivo Single-fiber Recording and Intact Dorsal Root Ganglion with Attached Sciatic Nerve to Examine the Mechanism of Conduction Failure

Single-fiber recording has been a classical and effective electrophysiological technique over the last few decades because of its specific application for nerve fibers in the central and peripheral nervous systems. This method is particularly applicable to dorsal root ganglia (DRG), which are primary sensory neurons that exhibit a pseudo-unipolar structure of nervous processes. The patterns and features of the action potentials passed along axons are recordable in these neurons. The present study uses in vivo single-fiber recordings to observe the conduction failure of sciatic nerves in complete Freund&#8217;s adjuvant (CFA)-treated rats. As the underlying mechanism cannot be studied using in vivo single-fiber recordings, patch-clamp-recordings of DRG neurons are performed on preparations of intact DRG with the attached sciatic nerve. These recordings reveal a positive correlation between conduction failure and the rising slope of the after-hyperpolarization potential (AHP) of DRG neurons in CFA-treated animals. The protocol for in vivo single fiber-recordings allows the classification of nerve fibers via the measurement of conduction velocity and monitoring of abnormal conditions in nerve fibers in certain diseases. Intact DRG with attached peripheral nerve allows observation of the activity of DRG neurons in most physiological conditions. Conclusively, single-fiber recording combined with electrophysiological recording of intact DRGs is an effective method to examine the role of conduction failure during the analgesic process.

Single-fiber recording is an effective electrophysiological technique that is applicable to the central and peripheral nervous systems. Along with the preparation of intact DRG with the attached sciatic nerve, the mechanism of conduction failure is examined. Both protocols improve the understanding of the peripheral nervous system&#39;s relationship with pain.

インビボシングルファイバー記録と無傷の後部根神経を用いて伝導障害のメカニズムを調べる

Single-fiber recording has been a classical and effective electrophysiological technique over the last few decades because of its specific application for ...

Modified Spared Nerve Injury Surgery Model of Neuropathic Pain in Mice

Spared nerve injury (SNI) is an animal model that mimics the cardinal symptoms of peripheral nerve injury for studying the molecular and cellular mechanism of neuropathic pain in mice and rats. Currently, there are two types of SNI model, one to cut and ligate the common peroneal and the tibial nerves with intact sural nerve, which is defined as SNIs in this study, and another to cut and ligate the common peroneal and the sural nerves with intact tibial nerve, which is defined as SNIt in this study. Because the sural nerve is purely sensory whereas the tibial nerve contains both motor and sensory fibers, the SNIt model has much less motor deficit than the SNIs model. In the traditional SNIt mouse model, the common peroneal and the sural nerves are cut and ligated separately. Here a modified SNIt surgery method is described to damage both common peroneal and sural nerves with only one ligation and one cut with a shorter procedure time, which is easier to perform and reduces the potential risk of stretching the sciatic or tibial nerves, and produces similar mechanical hypersensitivity as the traditional SNIt model.

<meta charset="utf8"></head><body>マウスの神経因性疼痛の改良温存神経損傷手術モデル

The modified surgery is a simplified method for mouse or rat spared nerve injury model that requires only one ligation and one cut to injure both common peroneal and sural nerves.

マウスの神経因性疼痛の改良温存神経損傷手術モデル

Spared nerve injury (SNI) is an animal model that mimics the cardinal symptoms of peripheral nerve injury for studying the molecular and cellular ...

Preparation of Rat Sciatic Nerve for Ex Vivo Neurophysiology

Ex vivo preparations enable the study of many neurophysiological processes in isolation from the rest of the body while preserving local tissue structure. This work describes the preparation of rat sciatic nerves for ex vivo neurophysiology, including buffer preparation, animal procedures, equipment setup and neurophysiological recording. This work provides an overview of the different types of experiments possible with this method. The outlined method aims to provide 6 h of stimulation and recording on extracted peripheral nerve tissue in tightly controlled conditions for optimal consistency in results. Results obtained using this method are A-fibre compound action potentials (CAP) with peak-to-peak amplitudes in the millivolt range over the entire duration of the experiment. CAP amplitudes and shapes are consistent and reliable, making them useful to test and compare new electrodes to existing models, or the effects of interventions on the tissue, such as the use of chemicals, surgical alterations, or neuromodulatory stimulation techniques. Both conventional commercially available cuff electrodes with platinum-iridium contacts and custom-made conductive elastomer electrodes were tested and gave similar results in terms of nerve stimulus strength-duration response.

Preparation of Rat Sciatic Nerve for Ex Vivo Neurophysiology

This protocol describes the preparation of rat whole sciatic nerve tissue for ex vivo electrophysiological stimulation and recording in an environmentally-regulated, two-compartment, perfused saline bath.

Ex Vivo神経生理学のためのラット坐骨神経の調製

Ex vivo preparations enable the study of many neurophysiological processes in isolation from the rest of the body while preserving local tissue structure. ...

Open-Source Real-Time Closed-Loop Electrical Threshold Tracking for Translational Pain Research

Nociceptors are a class of primary afferent neurons that signal potentially harmful noxious stimuli. An increase in nociceptor excitability occurs in acute and chronic pain conditions. This produces abnormal ongoing activity or reduced activation thresholds to noxious stimuli. Identifying the cause of this increased excitability is required for the development and validation of mechanism-based treatments. Single-neuron electrical threshold tracking can quantify nociceptor excitability. Therefore, we have developed an application to allow such measurements and demonstrate its use in humans and rodents. APTrack provides real-time data visualization and action potential identification using a temporal raster plot. Algorithms detect action potentials by threshold crossing and monitor their latency after electrical stimulation. The plugin then modulates the electrical stimulation amplitude using an up-down method to estimate the electrical threshold of the nociceptors. The software was built upon the Open Ephys system (V0.54) and coded in C++ using the JUCE framework. It runs on Windows, Linux, and Mac operating systems. The open-source code is available (<a data-saferedirecturl="https://www.google.com/url?q=https://github.com/Microneurography/APTrack&amp;source=gmail&amp;ust=1680789829274000&amp;usg=AOvVaw0nMk9J_EI2jUn8SlmC5JJm" href="https://github.com/Microneurography/APTrack" target="_blank">https://github.com/Microneurography/APTrack</a>). The electrophysiological recordings were taken from nociceptors in both a mouse skin-nerve preparation using the teased fiber method in the saphenous nerve and in healthy human volunteers using microneurography in the superficial peroneal nerve. Nociceptors were classified by their response to thermal and mechanical stimuli, as well as by monitoring the activity-dependent slowing of the conduction velocity. The software facilitated the experiment by simplifying the action potential identification through the temporal raster plot. We demonstrate real-time closed-loop electrical threshold tracking of single-neuron action potentials during&#160;in vivo&#160;human microneurography, for the first time, and during&#160;ex vivo&#160;mouse electrophysiological recordings of C-fibers and A&#948;-fibers. We establish proof of principle by showing that the electrical threshold of a human heat-sensitive C-fiber nociceptor is reduced by heating the receptive field. This plugin enables the electrical threshold tracking of single-neuron action potentials and allows the quantification of changes in nociceptor excitability.

APTrack is a software plugin developed for the Open Ephys platform that enables real-time data visualization and the closed-loop electrical threshold tracking of neuronal action potentials. We have successfully used this in microneurography for human C-fiber nociceptors and mouse C-fiber and A&#948;-fiber nociceptors.

トランスレーショナルペイン研究のためのオープンソースのリアルタイム閉ループ電気閾値追跡

Nociceptors are a class of primary afferent neurons that signal potentially harmful noxious stimuli. An increase in nociceptor excitability occurs in ...

糖尿病モデルラットにおける神経伝導の超音波ツールブロックします。

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糖尿病ラットの熱侵害受容閾値の迅速定量

マウスにおける神経因性疼痛の坐骨神経細胞浸潤モデル

マウス坐骨神経に生体内電気生理学的測定値の

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インビボシングルファイバー記録と無傷の後部根神経を用いて伝導障害のメカニズムを調べる

マウスの神経因性疼痛の改良温存神経損傷手術モデル

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Ex Vivo神経生理学のためのラット坐骨神経の調製

トランスレーショナルペイン研究のためのオープンソースのリアルタイム閉ループ電気閾値追跡

糖尿病モデルラットにおける神経伝導の超音波ツール ブロックします。

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マウスの神経因性疼痛の改良温存神経損傷手術モデル

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糖尿病モデルラットにおける神経伝導の超音波ツールブロックします。