Name: intracranial pharmacotherapy and pain assays in rodents
Uploaded: 2019-04-09T12:30:00
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Ce travail a été soutenu par le National Institute of General Medical Sciences (GM102691, GM115384), la National Institute of Neurological Disorders et l’accident vasculaire cérébral (NS100065), (Bethesda, MD, é.-u.) et l’anesthésie recherche fonds de New York University Department of Anesthésiologie (New York, NY, é.-u.).

Toutes les procédures dans la présente étude ont été approuvées par la New York University School of médecine institutionnelle Animal Care et le Comité d’utilisation (IACUC) comme conforme au Guide National Institute of Health (NIH) pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire.
1. stéréotaxiques canule Implantation
<ol><li>Utiliser 10-12 semaines vieux mâles rats Sprague-Dawley.</li>
	<li>Comme décrit précédemment, anesthésier les animaux avec 1,5 à 2 % isoflu...

<ol>
	<li>Lee, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activation+of+corticostriatal+circuitry+relieves+chronic+neuropathic+pain.">Activation of corticostriatal circuitry relieves chronic neuropathic pain.</a> The Journal of Neuroscience. 35 (13), 5247-5259 (2015).</li><li>Martinez, E., Lin, H. H., Zhou, H., Dale, J., Liu, K., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corticostriatal+Regulation+of+Acute+Pain.">Corticostriatal Regulation of Acute Pain.</a> Frontiers in Cellular Neuroscience. 11, 146 (2017).</li><li>Goffer, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium-permeable+AMPA+receptors+in+the+nucleus+accumbens+regulate+depression-like+behaviors+in+the+chronic+neuropathic+pain+state.">Calcium-permeable AMPA receptors in the nucleus accumbens regulate depression-like behaviors in the chronic neuropathic pain state.</a> The Journal of Neuroscience. 33 (48), 19034-19044 (2013).</li><li>Carr, K. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AMPA+receptor+subunit+GluR1+downstream+of+D-1+dopamine+receptor+stimulation+in+nucleus+accumbens+shell+mediates+increased+drug+reward+magnitude+in+food-restricted+rats.">AMPA receptor subunit GluR1 downstream of D-1 dopamine receptor stimulation in nucleus accumbens shell mediates increased drug reward magnitude in food-restricted rats.</a> Neuroscience. 165, 1074-1086 (2010).</li><li>Su, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AMPAkines+target+the+nucleus+accumbens+to+relieve+postoperative+pain.">AMPAkines target the nucleus accumbens to relieve postoperative pain.</a> Anesthesiology. 125 (5), 1030-1043 (2016).</li><li>Le, A. M., Lee, M., Su, C., Zou, A., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AMPAkines+have+novel+analgesic+properties+in+rat+models+of+persistent+neuropathic+and+inflammatory+pain.">AMPAkines have novel analgesic properties in rat models of persistent neuropathic and inflammatory pain.</a> Anesthesiology. 121 (5), 1080-1090 (2014).</li><li>Cooper, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anaesthetisation+of+prefrontal+cortex+and+response+to+noxious+stimulation.">Anaesthetisation of prefrontal cortex and response to noxious stimulation.</a> Nature. 254 (5499), 439-440 (1975).</li><li>Blevins, J. E., Stanley, B. G., Reidelberger, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DMSO+as+a+vehicle+for+central+injections:+tests+with+feeding+elicited+by+norepinephrine+injected+into+the+paraventricular+nucleus.">DMSO as a vehicle for central injections: tests with feeding elicited by norepinephrine injected into the paraventricular nucleus.</a> Pharmacology Biochemistry and Behavior. 71, 277-282 (2002).</li><li>Schmeichel, B. E., Herman, M. A., Roberto, M., Koob, G. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypocretin+Neurotransmission+Within+the+Central+Amygdala+Mediates+Escalated+Cocaine+Self-administration+and+Stress-Induced+Reinstatement+in+Rats.">Hypocretin Neurotransmission Within the Central Amygdala Mediates Escalated Cocaine Self-administration and Stress-Induced Reinstatement in Rats.</a> Biological Psychiatry. 81, 606-615 (2017).</li><li>Sun, Y., Liu, K., Martinez, E., Dale, J., Huang, D., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AMPAkines+and+morphine+provide+complementary+analgesia.">AMPAkines and morphine provide complementary analgesia.</a> Behavioural Brain Research. 334 (2017), 1-5 (2017).</li></ol>

Dans cette étude, nous avons démontré que pharmacologie intracrânienne est un outil puissant pour étudier les mécanismes de la douleur et a un potentiel comme un système de diffusion thérapeutique. Dans notre protocole, nous avons livré AMPAkines directement dans le PFC et a constaté que, en améliorant la signalisation dans le PFC, AMPAkines fourni soulagement de la douleur de glutamate. Nous avons pu démontrer cela grâce à l’utilisation des injections intracrâniennes combinées avec des injections intra...

Le système nerveux central est appelé à jouer un rôle clé dans le règlement de la douleur. Par exemple, glutamate de signalisation dans le cerveau a un rôle régulateur dans le contexte de la douleur1,2. Par conséquent, il y a un intérêt pour l’étude des voies de signalisation cellulaires et moléculaires dans le cerveau en ce qui concerne la douleur. En outre, il est nécessaire de comprendre si les cibles moléculaires dans certaines régions du cerveau peuvent être modifiées pour traiter la douleur. Les études actuelles de la douleur dans le cerveau s’appuient sur des études in vitro d’électrophysiologie en combinaison avec délivrance (intrapéritonéale) systémique d’agents pharmacologiques. Des études in vitro ont des déficits évidents en révélant en vivo les mécanismes de la douleur. Pendant ce temps, administration de médicaments systémiques ne pas délimiter les cibles cellulaires précis. In vivo intracrâniennes injections d’agents chimiques et biologiques sont devenues un outil puissant pour étudier les voies moléculaires et neurologiques dans le cerveau. Ces dernières années, autres domaines ont utilisé en vivo intracrânienne injections d’étudier avec succès les addiction et récompenser les comportements et les voies de circuit dans les rongeurs3,4. Toutefois, dans le contexte de la douleur, l’utilisation de la pharmacologie in vivo intracrânienne est absent.
Les injections intracrâniennes permettent une injection précise d’un médicament dans une zone spécifique du cerveau. Par ailleurs, les récepteurs et les voies spécifiques peuvent être ciblés à l’aide de médicaments hautement sélectifs. La combinaison d’un système de prestation intracrânienne avec des médicaments de précision nous permet de viser des cibles moléculaires et cellulaires pour la douleur. Après administration intracrânienne de ces medicaments, chercheurs peuvent observer les effets immédiats dans le comportement des rongeurs. Des expériences menées, les comportements des rongeurs peuvent être reliés à la pharmacologie.
Dans ce protocole, nous avons utilisé l’exemple d’AMPAkine infusion dans le cortex préfrontal (PFC) pour démontrer le mécanisme du glutamate corticale de signalisation dans le règlement de la douleur. AMPAkines sont des composés synthétiques qui sont connus des modulateurs allostériques. Ils ont montré la capacité à soulager aiguë et la douleur chronique chez les animaux modèles5,6. Des études antérieures suggèrent que les sites susceptibles d’action des AMPAkines sont dans le cerveau5,6. Le CFM est une région du cerveau qui expose la descendante de contrôle aux régions sous-corticales pour réguler l’humeur et le comportement. Certains de ces projections sortie ont démontré être clé en douleur règlement1,2,7. Plus précisément, glutamate de signalisation dans le PFC s’est avéré de réglementer la douleur. Ainsi, le PFC a été choisi comme une zone du cerveau ciblés pour l’étude des AMPAkines dans la douleur.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Sterotaxic Cannula</td>
			<td>PlasticsOne</td>
			<td>8I26GA8MMKIT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital Syringe</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>8440</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AMPAkine</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>C-271</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl Sulfoxide</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>D4540</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hargreaves Apparatus</td>
			<td>Ugo Basile</td>
			<td>37370</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Male Sprague-Dawley rats</td>
			<td>Taconic Farms</td>
			<td>NTac:SD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile Surgical gloves</td>
			<td>Dynarex</td>
			<td>6535</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

intracranial pharmacotherapy and pain assays in rodents

La douleur est une expérience sensorielle saillante avec dimensions cognitives et affectives. Cependant, les mécanismes centraux pour la douleur restent mal compris, qui entravent le développement de thérapeutiques efficaces. Intracrânienne pharmacologie présente un outil important pour la compréhension des mécanismes moléculaires et cellulaires de la douleur dans le cerveau, ainsi que de nouveaux traitements. Nous présentons ici un protocole qui intègre la pharmacologie intracrânienne avec douleur comportement stable. Plus précisément, nous montrons comment infuser des médicaments analgésiques dans une région du cerveau select, qui peut être responsable de la modulation de la douleur. En outre, afin de déterminer l’effet du médicament candidat dans le système nerveux central, douleur analyses après traitement intracrânien. Nos résultats démontrent que l’administration intracrânienne de médicaments analgésiques dans une région ciblée peut apporter un soulagement de la douleur chez les rongeurs. Ainsi, notre protocole démontre que la pharmacologie intracrânienne, combiné avec douleur comportement stable, peut être un outil puissant pour l’étude des mécanismes de la douleur dans le cerveau.

À titre d’exemple, nous avons infusé un AMPAkine dans le PFC par l’intermédiaire de canules (Figure 1). Nous avons également infusé morphine systémique afin d’évaluer les effets analgésiques synergiques entre AMPAkines et de la morphine. Ces résultats montrent que les AMPAkines et la morphine ont un effet analgésique additif. Il montre également que les injections intracrâniennes ont le pouvoir de découvrir, au moins en partie, un mécanism...

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Intracranial Pharmacotherapy and Pain Assays in Rodents

Pharmacothérapie intracrânienne et dosages de la douleur chez les rongeurs

Nous présentons ici un protocole pour effectuer des expériences pharmacologiques intracrâniennes suivies de tests de comportement de la douleur chez les rongeurs. Ce protocole permet aux chercheurs de livrer des cibles moléculaires et cellulaires du cerveau, des agents pharmacologiques dans le traitement de la douleur.

Pain is a salient sensory experience with affective and cognitive dimensions. However, central mechanisms for pain remain poorly understood, hindering the ...

Le principal avantage de cette technique est qu’elle peut être utilisée pour explorer davantage les mécanismes de la douleur et les actions médicamentaires dans le cerveau. Pour étudier l’effet des injections intracrâniens sur le comportement de douleur aiguë chez les rats, une semaine après la chirurgie, placez le rat sur la plaque de verre d’un appareil Hargreaves, et utilisez l’appareil pour concentrer un faisceau infrarouge à travers le plan de verre sous la zone plantaire de l’un des pieds du rat. Pour étudier les effets pharmacologiques synergiques entre deux médicaments d’étude différents, utilisez un morceau de tube PE-50 attaché à une seringue Hamilton de 10 microlitres équipée d’une canule injectable de calibre 33 qui s’étend d’un millimètre au-delà des guides implantés.Injecter 0,5 microlitres ou moins du médicament d’étude dans une canule intracrânienne sur une période de 100 secondes. Maintenez la canule injecteur en place pendant 60 secondes supplémentaires après l’injection afin de faciliter une diffusion lente de la solution. Ensuite, injectez intraperitoneally le deuxième médicament d’intérêt.20 à 30 minutes après l’injection, effectuer le test réflexe plantaire cinq fois de plus comme démontré. Dans cette expérience représentative, la livraison intracrânienne d’un AMPAkine a démontré un effet analgésique additif une fois co-administré avec la morphine intraperitoneally livrée, suggérant que les injections intracrânaires aient le pouvoir, au moins en partie, de découvrir un mécanisme pour l’activation de drogue dans le contexte de la douleur. Tout en essayant cette procédure, il est important de se rappeler de suivre de près le moment de la procédure.Après cette procédure, les implants intracrâniens peuvent être utilisés en conjonction avec des analyses de douleur pour répondre à des questions supplémentaires sur la région du cerveau responsable d’un phénotype de douleur donné, les sites possibles de l’action des médicaments, ou les mécanismes possibles de médicaments contre la douleur.

Research

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