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Method Article
마우스에서 요통 모델의 간단하고 신속한 유도를 위한 방법은 요로 플라스미노겐 활성제의 인대 내 주입을 사용하여 여기에서 제공됩니다.
지속되는 허리 통증의 모델은 본원에 기술된 간단한 방법론으로 마우스에서 유도될 수 있다. 인간과 다른 동물에 존재하는 세린 프로테아제인 우로키나아제-유형 플라스미노겐 활성제(urokinase)의 주사를 사용하여 마우스에서 지속되는 요통 모델의 간단하고 신속한 유도를 위한 단계별 방법이 여기에 제공됩니다. 마우스에서 지속적인 허리 통증을 유도하는 방법은 요추의 인대 삽입 부위를 따라 우로키나아제를 간단히 주입하는 것입니다. 우로키나아제 염증제는 플라스미노겐을 플라스민으로 활성화시킵니다. 일반적으로 모델은 10분 이내에 유도될 수 있으며 과민증은 최소 8주 동안 지속됩니다.
과민성, 보행 장애 및 기타 표준 불안 및 우울증과 유사한 척도를 지속 모델에서 테스트할 수 있습니다. 허리 통증은 가장 흔한 유형의 통증입니다. 요통에 대한 인식을 개선하기 위해 국제통증연구협회(IASP)는 2021년을 "요통에 관한 글로벌 해"로, 2022년을 "통증 지식을 실무로 번역하는 글로벌 해"로 지정했습니다. 통증 치료제의 치료 발전에 대한 한 가지 한계는 지속성 및 만성 통증을 테스트하는 데 적합한 모델이 없다는 것입니다. 이 모델의 특징은 요통 및 그 부수적 특성의 감소를 목표로 하는 잠재적인 치료법을 테스트하는 데 적합하며, IASP가 2022년을 통증 지식을 실무로 번역하는 글로벌 연도로 지정하는 데 기여했습니다.
요통은 전 세계적으로 5명 중 1명이 앓고 있는 가장 흔한 장애 원인중 하나입니다 1. 이러한 노력에도 불구하고, 통증 분야의 동물 연구, 특히 생쥐를 대상으로 한 동물 연구에서 널리 사용되는 신뢰할 수 있는 요통 동물 모델은 거의 없습니다. 이전 모델에서는 요추 후관절 2,3에 요로 플라스미노겐 활성제(uPA)를 주입하거나, 몸통 근육계에 신경 성장 인자(NGF)를 주입하거나4 요오드아세트산나트륨(MIA)5 또는 인터루킨-1베타6를 주입하여 유발하는 만성 요통(CBP)을 유도하기 위해 쥐를 거의 독점적으로 사용했다 추간판 주사. 물론, 쥐는 주로 더 큰 크기와 염증제 주입에 대한 접근 용이성 때문에 이러한 모델에 선호됩니다.
분명한 것은수년 동안 사용된 추간판 변성의 SPARC-null 마우스 모델과 같은 요통 마우스 모델이 존재하지만7 주사 기반 모델보다 확립하는 데 더 많은 비용과 시간이 소요된다는 것입니다. 최근 쥐 연구에서는 수직 만성 억제 스트레스와 함께 요근에 NGF 주입을 결합하여 요통 모델을 확립했다8. 다음 프로토콜에서는 마우스2에 대해 쥐의 uPA 유도 CBP 모델을 적용했습니다. 과민증은 1주일 이내에 확립되어 최대 6-8주까지 지속됩니다. 또한 쥐가 불안 및 우울증과 유사한 행동을 발달시킨다는 것을 확인했습니다. 요통의 유병률과 분자 통증 연구에서 마우스의 더 일반적인 사용을 감안할 때, 이 내구성 모델은 요통 완화를 위한 새로운 치료 전략 개발에 사용하기 위해 쉽게 확립됩니다.
설명된 모든 동물 시술은 NIH Guide for the Care and Use of Laboratory Animals를 준수합니다. 연구는 뉴멕시코 대학교 보건 과학 센터의 지역 기관 관리 및 사용 위원회(IACUC #23-201364-HSC)의 승인을 받았습니다. 모든 연구는 파트 III에 설명된 바와 같이 연구에 동물을 사용하는 것에 대한 OLAW 준수 보증(A3002-01)의 후원 하에 정책을 준수합니다. II. 보증 및 인증. 동물은 실험실 직원과 실험실 및 동물 자원부(DLAR) 직원이 관리하는 동물 자원 센터(ARC) 수용 시설에 수용됩니다. 안락사 방법(100μL의 59mg/mL 펜토바르비탈 주사)은 빠르고 신뢰할 수 있으며 추가 연구를 위해 다양한 조직을 해부하고 수집할 수 있습니다.
1. 동물
2. 모델 유도
그림 1: 우로키나아제 CBP 유도를 위한 설정. (A) 마우스 수술에 권장되는 Fine Science Tools 베이스 플레이트. 늑골이 있는 가장자리에는 마우스를 제자리에 고정하기 위해 고리 끈이 있을 수 있습니다. (B) 복구 스테이션. 빈 하우징 케이지를 사용하는 것이 좋으며, 절반은 가열 패드에, 절반은 분리하는 것이 좋습니다. 마우스가 편안하게 쉴 수 있도록 바닥에 깨끗한 천을 깔았습니다. (C) 마취 기계 설정 권장 사항. 2채널 전달 시스템을 사용하여 하나의 호스를 유도 챔버에 설치하고 다른 호스를 수술 스테이션에 설정합니다. (D) 마우스 구속 장치의 모습. 두 개의 끈을 베이스 플레이트의 늑골이 있는 가장자리에 매듭을 지은 다음 각각 마우스의 목과 뒤쪽을 가로질러 부드럽게 당깁니다. 정상적으로 숨을 쉴 수 있도록 마우스를 너무 세게 조이지 마십시오. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 2: CBP의 우로키나아제 주입 유도. (A) 주입 부위 배치의 모습. 그림과 같이 손가락으로 만져보고 L4-L5의 기준점을 찾기 위해 마우스 흉곽 바닥을 찾습니다. (B) 적절한 주입을 위한 각도를 보여주는 주입 공정의 모습. (C) 여기서는 45° 각도가 바람직하지만 바늘이 필요한 위치에 도달하도록 필요에 따라 조정합니다. 필요한 경우 더 나은 시각화를 위해 주사 부위를 면도하십시오. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3: 주입 부위의 다이어그램. (A) 주사 부위의 위치 사진. 잉크는 액체가 L2와 L3 척추 사이의 척추 간 인대에 들어갈 위치를 나타내는 데 사용됩니다. (B) 바늘의 올바른 위치와 주입 부위의 위치를 측면에서 본 다이어그램. (C) 척추뼈의 하향식 보기와 척추 인대 간 인대의 주입 부위를 보여주는 그림. 주사는 일반적으로 척추 옆의 척추 인대에 이루어지지만 바늘은 척추 사이와 횡단 척추 사이의 공간에도 삽입할 수 있습니다. 파일럿 시험에서 파란색 염료를 사용하는 것은 (A)와 같이 권장됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
3. 행동 분석
그림 4: CBP 유도 후 기계적 및 열적 과민증. 통증은 모델 유도 후 일주일 후에 측정할 수 있으며 8주 동안 지속됩니다. (A) 폰 프레이 테스트. 기계적 임계값 테스트는 4주 동안 여기에 표시된 대로 업-다운 방법으로 메쉬 상단 테이블을 통해 풋패드에 적용된 von Frey 필라멘트로 수행됩니다. 순진한 수컷 문턱(녹색)은 순진한 암컷 쥐의 파란색 선 아래에 숨겨져 있습니다. CBP 마우스(n=수컷 4마리, 암컷 4마리)는 순진한 대조군(n=수컷 2마리, 암컷 2마리)에 비해 기계적 민감도가 유의하게 증가했음을 보여주었습니다. 이원 분산 분석(Dunnett의 다중 비교 검정)은 그룹당 n=4인 데이터에 대해 수행되었습니다. 사후 분석에서 CBP와 Naive의 주별 비교를 위해 모든 P-값에 대한 Bonferroni 조정은 11개 값 모두 0.0011< 산출되었습니다. p < 0.0001입니다. (B) 하그리브스 테스트. 열 임계값은 Hargreaves 테스트(50°C)로 풋패드에서 테스트되었습니다. CBP 마우스(n=수컷 12마리, 암컷 12마리)는 순진한 대조군(n=수컷 6마리, 암컷 6마리)에 비해 열 민감도가 현저히 증가한 것으로 나타났다. 유의성을 검정하기 위해 Mann-Whitney 양측 t-검정을 수행했습니다(p < 0.0001). (C) 냉증. 상기 콜드 프로브 시험은 -9°C로 냉각된 냉각판 장치 위에 마우스를 놓아 수행하였다. 인출 대기 시간은 마우스를 장치에 놓은 후 마우스가 발을 들어 올리거나 핥거나 흔들기 시작할 때까지의 시간(초)으로 기록되었습니다. 표시된 데이터에서 -9°C로 냉각된 콜드 프로브를 마우스의 뒷발 아래에 놓고 마우스를 철망 위에 케이지에 넣었습니다. 모든 마우스는 주사 후 1-3 주 동안 테스트되었습니다. CBP 마우스(n=수컷 4마리, 암컷 6마리)는 순진한 대조군(n=수컷 2마리, 암컷 4마리)에 비해 추위 민감도가 유의하게 증가한 것으로 나타났습니다. 유의성을 검정하기 위해 Mann-Whitney 양측 t-검정을 수행했습니다(p = 0.0002). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
통각수용성 관련 행동 검사 및 데이터 분석
유발된 조치
발바닥의 과민증은 우로키나아제 주사 후 하루 이내에 발생합니다. 1주일 이내에 금단 역치가 현저히 감소하고 안락사될 때까지 지속됩니다. 이는 수술 후 4주차까지 나타납니다(그림 4A). 발 철수 대기 시간은 von Frey 업다운 방법9 및 Hargreaves 테스트를 사용하여 분석됩니?...
이 만성 요통 모델은 유발하기 쉬우며, 1주일 이내에 확립된 과민증은 최대 8주(그리고 가능하면 그 이상) 동안 지속될 수 있습니다. 이를 통해 한두 주 동안만 지속되는 다른 급성 모델과 달리 만성 통증 상태를 정확하게 연구할 수 있습니다. 생쥐에서 모델을 보여주지만, uPA 유도 CBP 모델은 쥐2에서도 확립될 수 있다. 이 모델의 장점은 장시간 경과가 만성 요통 환자에서 관찰되?...
저자는 재정적 이익이 상충되지 않는다고 선언합니다. KNW는 NeuroChronix, Bessor Pharma 및 USA Elixeria BioPharm, Inc.와의 무상 상담을 인정합니다.
보조금은 NIH HEAL UG3 NS123958에서 제공했습니다. 주택 시설은 AAALAC의 검사 및 인증을 받았습니다. 동물들은 실험실 직원과 실험실 및 동물 자원부(DLAR) 직원이 관리하는 동물 자원 센터(ARC) 수용 시설에 수용되었습니다. 행동 검사 절차는 미국 통증 학회(American Pain Society)와 국제 통증 연구 협회(International Association for the Study of Pain)에서 승인한 해당 분야의 표준 방법입니다. 안락사 방법은 미국 수의학 협회의 안락사 패널의 권고와 일치합니다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
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 |
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