Method Article
우리 관절염 통증의 갖는 측정을 개발 하 고 화학적으로 유발 된 관절염의 다른 murine 모델에 자발적인 통증을 측정 하기 위한 표준화 된 방법으로 그것을 결합. 이러한 측정값은 민감하고 관절 통증의 종류에 대 한 재현입니다.
통증은 관절염에서 장애의 주요 원인입니다. 현재 관절염 통증에 대 한 적절 한 치료에 대 한 unmet 필요가 있다. 전 임상 모델은 필요 하 고 유용한 통증의 메커니즘을 연구 하 고 관절염 치료의 효능을 평가 하기 위한. 관절염의 동물 모델에 통증을 측정 하는 것은 도전적 이다. Murine 관절염의 3 가지 모델에 갖는 고 자발적인 통증을 측정 하기 위한 방법을 개발 했습니다. 우리는 고통 스러운 무릎의 회사 촉진 대상이 쥐의 evoked 고통 응답을 quantitate. 우리 또한 무게의 비율에 의해 자발적인 통증을 평가 하 고 1 개의 무릎에 관절염 통증의 유도 후 4 그들의 사지의 각에 배치 하는 시간. 이 마우스 모델에서 관절 통 갖는 고통 응답에 상당한 증가 체중 베어링에서 변경 생성합니다. 마우스 quadrupeds 이기 때문에, 그들은 앞 발, 또는 어떤 조합을 contralateral 사지에 고통 스러운 사지를 오프 로드 합니다. 이러한 방법은 간단 하, 필요 최소한의 장비, 고 재현 하 고 통증 감지에 대 한 민감한. 그들은 질병 수정 관절염 트리 트 먼 트 및 마우스에서 진통제를 공부 하는 데 유용입니다.
통증은 관절염1,2에서 장애의 주요 원인입니다. 현재 사용할 수 있는 진통제는 종종 비 효과, 독성, 그리고 잠재적으로 전국 마약 문제3에 기여할. 수술은 항상 특히 여러 공동 morbidities 수 있는 노인에서에서 말기 관절염에 대 한 옵션이 아닙니다. 관절 내 스테로이드와 viscosupplementation 이른 질병에 효과가 있을 수 있지만 일반적으로 늦게 단계 질병4에 그들의 효과 잃게됩니다. 현재 사용할 수 있는 치료로 해결할 수 없는 관절염 통증에 대 한 효과적인 진통제에 대 한 큰 충족 되지 필요가 있다.
전 임상 모델 제한 독성, 예측 및 통증 치료의 행동의 메커니즘을 이해 하는 데 유용 하지만 동물에 통증 측정은5도전. 직접적이 고 자연 스러운 고통 조치 될 수 있습니다 (정적 또는 동적 베어링 무게, 자세, 걸음 걸이 분석, 자발적인 운동 및 기계적 또는 열 감도 발) 또는 간접/갖는 (뒷 다리 철수 테스트, 무릎 압축 힘, 또는 두뇌 화상 진 찰) 6. monoarthritis의 가벼운 형태, 걸음 걸이 분석은 민감한 고 일관성7부족. 정적 무게 베어링 쥐 hindlimbs에 통증을 측정 하는 데 유용 하지만 쥐에 어려울 수 있습니다. 폰 Frey 테스트와 같은 기계적 감도 측정 간접적으로 무릎 관절염의 설정에서 발 패드의 민감성을 감지 하지만 무릎 통증을 직접 측정 하지 않습니다 있으며 수행 하는 성가신. 무릎 압축 힘 P.A.M. (압력 응용 측정) 장치 측정으로 쥐에서 사용 될 수 있지만 큰 장치는 반드시 고통을8을 반영 하지 않는 부정적인 행동을 생산 하지 않고 마우스에서 사용 하기 어려운.
민감하고 고통 심각도 및 내부 관절 치료9, 의 진통 효과 측정 재현성 있는 murine 관절염의 세 가지 모델에 측정 자연과 갖는 고통에 대 한 방법을 개발 했습니다 10. 우리 또한 인간에서 가능 하지 않을 것이 고 화면 조사 가능한 약물의 다른 더 마커 통증을 상호 연결할 수 있습니다. 우리는 더 효과적인 조합 치료를 식별 하기 위해 겸손 하 게 효과적인 진통제의 성분을 평가할 수 있다. 갖는 고 자발적인 고통에 대 한 검증 된 방법을 이용해 서, 우리는 고통 동작 하지만 하지 다른와 더 밀접 하 게 인간11거울 통증 측정의 한 종류에 반영 되어 통증을 식별 하기 위해 실패의 함정 피할. 제한 함으로써 두 방법론에 통증 평가, 우리는 고통을 동작에 영향을 하 고 실험실의 생산성을 극대화할 수 있는 동물에 대 한 스트레스를 최소화.
모든 동물 절차와 프로토콜 시스템 (VAHCS) 미네 아 폴리스 재향 군인 담당 의료 기관 동물 관리 및 사용 위원회에 의해 승인 되었고 관리 및 실험 동물의 사용에 대 한 "가이드" 준수 (국가 학술 언론, 미국) 12.
1입니다. 동물의 선택
참고: C57Bl6 마우스 세 관절염 모델에 사용 됩니다.
2. 내부 관절 주사는 무릎으로
3입니다. 관절염의 생산
4입니다.의 evoked 관절 통증 측정
5입니다. 자연 스러운 관절 통증의 측량입니다.
참고: 고급 동적 체중 베어링 (ADWB) 장치 동물 각 사지에 지출 하는 총 시간 비율 및 각 다리에 부담 하는 총 무게의 백분율을 계산 합니다.
급성과 만성 염증 및 만성 퇴행 성 관절 통 통증 평가 위에서 설명한 프로토콜을 사용 하 여 이전 C57BL/6J 남성 및 여성 쥐의 왼쪽된 무릎에 IA 주입에 의해 제작 되었다. 관절 통으로 갖는 통증 점수 (EPS)와 자발적인 고통 행동 측정 측정 되었다 고급 동적 체중 베어링 (ADWB) 장치. 이 보고서의 목적에 대 한 개별 비교 학생의 t 시험을 사용 하 여 만들어졌다. 진통제 복용량을 비교 되는 실험, ANOVA는 더 적절 한 통계 비교 있을 수 있습니다.
EPS (표로 싸움 vocalizations의 합계)는 모든 세 가지 유형의 관절 통 (그림 1)으로 증가 했다. % 체중 순진한 쥐에 비해 왼쪽된 뒷 다리에 베어링의 ADWB 측정은 급성과 만성 염증 성 관절 통에 감소 되었다. 여성만 하지과 남성 만성 퇴행 성 합동 ADWB 대책 (그림 2A) 통증 (COL) 보여 유사한 감소. 급성 염증 성 관절 통 남성 순진한 동물 보다 앞 발에 더 많은 무게를 전송. 앞 발에 베어링 무게 순에 비해 여성 쥐에 만성 퇴행 성 관절 통 (COL) (그림 2B) 남성만을 증가 했다. ADWB 측정 시간의 백분율 감소 영향을 받는 왼쪽된 뒷 다리에 급성과 만성 염증 성 관절 통, 하지만이 순진한 쥐에서에 비해 통계적으로 중요 한 되지 않았습니다. 이 동물 오른쪽 뒷 다리에 보다 왼쪽된 뒷 다리에 훨씬 적은 시간을 할애 했다. 남성과 여성 모두 만성 퇴행 성 관절 통, 순에 비해 왼쪽된 뒷 다리에 소요 된 시간에 차이가 없었다. 여성 만성 퇴행 성 관절 통 순 (그림 3A)에 비해 nonarthritic 오른쪽 뒷 다리에 더 많은 시간을 보냈다. 마우스와 급성 염증 성 만성 퇴행 성 관절 통 크게 순진한 동물 (그림 3B) 보다 앞 발에 더 많은 시간을 보냈다 고 통과 여성 합동.
그림 1 . 왼쪽 (파란색 열) 및 오른쪽 (빨간색 열) 뒷 다리 사지 통증 점수를 불러 일으켰다. 오른쪽 뒷 다리 사지 내부 통제로 봉사 하 고 모든 IA 주사를 받게 하지 않았다. 측정은 다음과 같은 조건에서 촬영 했다: 순 (남성과 여성), 급성 염증 성 carrageenan 유도 관절염 (자동차), 만성 염증 성 완료 Freund의 보조 제 유발 관절염 (CFA) uninjected과 만성 noninflammatory 콜라 유도 관절염 (열-남성과 여성). 순진한 동물에서 왼쪽된 뒷 무릎의 EPS 되었고 하지 통계적으로 남성의 오른쪽에서 다른 여성에만 최소한 다른 (* *P = 0.038) 가능성이 일부 인해 검사 무릎에 고통 응답을 증가 (왼쪽) 크로스 오버 통증으로 인해 두 번째 응답입니다. 모든 관절염 그룹에서 관절염 왼쪽된 무릎 EPS nonarthritic contralateral 오른쪽 무릎 보다 상당히 큰 했다. 순진한 동물 관절염 그룹의 왼쪽된 무릎의 EPS를 비교할 때 모든 관절염 그룹 순진한 왼쪽된 무릎에 비해 관절염 왼쪽된 무릎에 상당히 큰 EPS 점수를 했다. 이것은 남성과 여성 모두 사실 이었다. P < 남성 순에 비해 0.05, #P < 0.05 순진한 여성에 비해. 모든 오차 막대는 모든 수치에서 SEM을 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2 : 자발적인 고통 행동 사지에 부담 하는 퍼센트 몸 무게 측정. (A) 자연 통증 행동 왼쪽 (파란색 열) 및 오른쪽 (빨간색 열) 뒷 다리 사지에 총 퍼센트 몸 무게 측정. 둘 다 남성과 여성의 순진한 동물에서 왼쪽 및 오른쪽 뒷 다리 사지에 부담 하는 퍼센트 무게 사이 상당한 차이가 있었습니다. 자동차와 CFA 남성 쥐 관절 통을 유발 하 고 유도 열 관절 통 여성 순진한에 비해 왼쪽된 뒷 다리에 훨씬 적은 무게를 낳았다. P < 남성 순에 비해 0.05, #P < 0.05 순진한 여성에 비해. (B) 자발적인 고통 행동 총 % 체중은 앞 발에 의해 측정. 자동차 유도 급성 관절 통 남성과 여성에서 열 유도 만성 관절 통, 체중을 앞 발에 부담 금액 크게 증가 했다. 이 CFA와 남성에 본적이 아니 었 또는 열 유도 관절 통증. 순진한 여성 naïve 남성 보다 앞 발에 더 많은 무게를 지지 하는 경향이 (P = 0.02). 추가 무게 꼬리 또는 엉덩이 같은 다른 신체 부위 부담 될 수 있습니다. 이들은 일반적으로 최소한의 고 통증 반응의 이해에 크게 기여 하지 않았다 되었고 따라서 표시 되지 않습니다. P < 남성 순에 비해 0.05, #P < 0.05 순진한 여성에 비해 forelimb weightbearing에서 남성 4 주 열. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3: % 시간에 의해 측정 자발적인 고통 행동 사지에 보냈다. (A) 자연 통증 행동 총 백분율 시간 왼쪽 (파란색 열) 및 오른쪽 (빨간색 열) 뒷 다리 사지에 의해 측정. 다리에 소요 된 시간에 관하여 남성과 여성의 순진한 생쥐에서 오른쪽과 왼쪽 뒷 다리 사지 사이 상당한 차이가 있었습니다. 자동차와 CFA 남성 쥐 유도 관절염 지출 적은 시간 weightbearing는 관절염으로 순 진, 하지만이에 비해 왼쪽된 뒷 다리는 통계적으로 중요 한 것 때문이 쥐에 있는이 측정에서 가변성 증가 등장. 오른쪽 뒷 다리는 왼쪽 보다 더 많은 총 시간 weightbearing 보냈다 왼쪽 오른쪽 비교이 동물에 상당한 차이가 있었다. 열 유도 관절염 여성, 오른쪽 뒷 다리 weightbearing 순진한 여성에서 보다 시간 더 큰 비율을 했다. P 앞 발에 < 0.05 비교 오른쪽 왼쪽된, #P < 0.05 순진한 여성에 비해 남성 4 주 열 시간에서을 보냈다. 앞 발에 소요 되는 시간의 총계에 의해 측정 (B) 자발적인 고통 행동. 자동차 유도 관절염과 남성 및 여성 열 유도 관절염에 쥐 보다 순진한 동물 앞 사지에 훨씬 더 많은 시간 weightbearing을 보냈다. 여성 순 쥐 남성 순진한 동물 보다 앞 발에 더 많은 시간을 보냈다. P < 남성 순에 비해 0.05, #P < 0.05 순진한 여성에 비해. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
관절 통증 염증 성 관절염과 퇴행 성 관절 질환의 전 임상 모델에서의 측정은 관절염 통증 및 관절 기능9,10복원에 대 한 새로운 치료법을 평가 하는 점점 더 유용한 도구. 만성 퇴행 성 관절 질환으로 마우스에 고통 행동을 측정 하는 것은 도전적 이다. Quadrupeds로 그들은 다른 3 개의 사지 또는 꼬리의 조합으로 고통 스러운 사지 오프 로드할 수 있습니다. 한 다리에 감소 기능 분명히 그것은 보 행 인간으로 표시 되지 않을 수 있습니다. 동물 먹이, 마우스 생존 혜택을 통증 동작을 최소화 하기 위해 있다.
이 보고서는 간단 하 고 상대적으로 저렴 한 방법으로 다른 pathologic 메커니즘에서 관절 통 쥐에서 측정 될 수 있다 보여줍니다. 염증 성 관절 통증 체중 베어링 시간과 유통에에서 큰 변화를 발생 하 고 따라서 진통의 검출에 대 한 더 중요 한 모델이 될 수 있습니다. 그러나, 관절 통증의 다른 모델 있을 것입니다 중요 한 통증 시작 및 유지 관리의 메커니즘은 가능성이 이후 새로운 잠재적인 진통제를 평가할 때 다른 병 리와 다른. 우리는 남성과 여성 사이 관절염 통증의 다른 모델 가운데 오프 로딩 패턴에 차이 발견.
그것은 거기 변형 될 뿐 아니라 수 있습니다 성별 마우스14,,1516고통 동작에 차이 인식 하는 것이 중요. 고통 임계값에 뚜렷한 변형 차이 것이 라고도 합니다. 우리 C57/Bl6 마우스에서 여성 만성 퇴행 성 관절 통 (그림 2 및 그림 3)와 남성 쥐 보다 훨씬 더 자연 스러운 통증 행동 (증가 무게와 앞 발에 시간) 설명 발견. 우리는 그래서 우리가이 우리의 결과에 어떤 영향을 미쳤다 하지만 다른 발 정기 단계 C57/Bl6 마우스17에서 관찰 된 섹스 차이 설명 하지 않았다 결정 여부를 말할 수 없다 이러한 여성 쥐의 발 정기 단계를 결정 하지 않았다.
갖는 통증 행동 모든 종류의 테스트는 관절 통증에 민감한 고 좋은 재현성을 있다. 그것은 일관 되 고 표준화 촉진 압력을 제공 하 여 통증 아픔과 진통 감지 하 행동의 범위를 허용 하는 일관 된 구속 메서드를 사용 하 여 시험관 훈련은 중요 합니다. 그것은 항상 정상적인 무릎 크로스 오버 효과 때문에 고통 응답을 최소화 하 고 정상적이 고 고통 스러운 무릎 고통 응답에서 차이 극대화를 먼저 정상적인 무릎을 검사 하는 것이 중요. 시험관 일관 된 촉진에 초점을 맞추고 있으며 vocalizations과 싸움 지속적으로 청산을 고통 응답 EPS 구성 하는 두 번째 관찰자를 사용 하 여 필요 하다. 그것은 되도록 동물 통증을 적절 하 게 반응 수 있는 고통 응답 희석 되므로 너무 쉽게 반응 하지 않는 특히 구속 메서드를 연습 해야 합니다. EPS 측정의 장점은 유사한 공동 아픈 인간 환자에서 측정 하는 것입니다.
우리는 이러한 메서드는 기존의 방법 보다 그들이 직접 마우스의 무릎 관절에서 오는 통증을 측정, monoarthritis 통증의 다른 모델에 사용할 수 있습니다, 그들은 모두 자연과 갖는 고통 응답을 포함 하 고 상대적으로 느낀다 하지만 신뢰할 수 있는 저렴 하 고 재현할 수 있습니다. 치료 보다 효과적으로 관절염 치료에 개발 되, 이러한 방법을 실제로 관절염, 통증의 가장 해제 결과 대 한 효과적인 치료 인지 확인 하는 데 유용 있을 것입니다.
우리의 방법에는 몇 가지 제한이 있습니다. 주로, EPS 측정 단일 심사 관 및 관찰자와 아주 일관 된 기술에 대 한 필요에 의해 제한 됩니다. 갖는 통증 측정 더 자동화 되 고 관찰자 간 차이 적용 되지 않습니다. EPS 측정의 더 구체화 vocalizations vocalizations을 계산 하는 박쥐가 초음파 탐지기를 사용 하 여 촉진에 대 한 응답에서을 계산을 위한 자동화 된 방법을 포함할 수 있습니다. 이 방법은 널리 구현 될 수 전에 민감도 특이성을 확인 우리의 현재 방법에 비해 할 것 이다.
요약 하자면, 우리는 쥐에서 관절 통 측정에 대 한 두 개의 다른 통증 행동 조치를 설명 합니다. 성별 및 스트레인 차이 실험 모델을 선택 하기 전에 고려 되어야 한다. 갖는 통증의 측정 심사 관에 의해 주의 깊은 훈련 및 일관 된 구현 필요합니다. 모두 자연과 갖는 통증 행동 통증 심각도 및 기능 제한 평가 하는 것이 좋습니다 하 고 완전히 새로운 잠재적인 진통제의 효과 평가 하기 위해 활용 합니다.
저자는 공개 없다.
재향 군인 담당 훈장 수상 2 자금 I01 RX000379-05.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Advanced Dynamic Weightbearing Device | Bioseb In Vivo Research Instruments, Vitrolles, France | Model: BIO-DWB-M - For mice | |
C57/Bl6 mice (male and female) | Jackson Labs, Bar Harbor ME | Stock No: 000664 | Black 6 | |
Carrageenan | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | 22049-5G-F | |
Complete Freund's Adjuvant | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | F5881 | |
Palpometer | Palpometer Systems, Inc. Victoria, B.C | Not available - no longer in business | |
Type IV Collagenase | Worthington Biomedical Corp, Lakeville, NJ | LS004210 |
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