Name: intracranial pharmacotherapy and pain assays in rodents
Uploaded: 2019-04-09T12:30:00
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Diese Arbeit wurde vom National Institute of General Medical Sciences (GM102691, GM115384), National Institute of Neurological Disorders und Schlaganfall (NS100065), (Bethesda, MD, USA) unterstützt und die Anästhesie Fonds der New York University Forschungsabteilung Anästhesie (New York, NY, USA).

Alle Verfahren in dieser Studie wurden von der New York Universität Schule von Medizin institutionelle Animal Care und Nutzung Committee (IACUC) im Einklang mit dem National Institute of Health (NIH) Guide für die Pflege und Verwendung von Labortieren genehmigt.
(1) stereotaktischen Kanüle Implantation
<ol><li>Verwenden Sie 10-12 Wochen alten männliche Sprague-Dawley Ratten.</li>
	<li>Wie zuvor beschrieben Tiere mit 1,5-2 % Isofluran1,...

<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>

In dieser Studie haben wir gezeigt, dass intrakranielle Pharmakologie ein mächtiges Werkzeug ist um Schmerzen Mechanismen zu studieren und Potenzial als eine therapeutische Delivery-System hat. In unserem Protokoll wir lieferten Ampakine direkt in die PFC und festgestellt, dass durch Verbesserung der Glutamat-Signalisierung in der PFC Ampakine Schmerzlinderung zur Verfügung gestellt. Wir waren in der Lage, dies durch den Einsatz von intrakraniellen Injektionen kombiniert mit intraperitoneale Injektionen mit nachfolgend...

Das zentrale Nervensystem ist bekannt, spielen eine wichtige Rolle bei Schmerzen Regulation. Zum Beispiel hat Glutamat im Gehirn signalisieren eine regulierende Rolle im Zusammenhang mit Schmerzen1,2. Daher gibt es eine Notwendigkeit, zelluläre und molekulare Signalwege im Gehirn in Bezug auf Schmerzen zu untersuchen. Darüber hinaus gibt es ein Bedürfnis zu verstehen, wenn molekulare Targets in bestimmten Gehirnregionen geändert werden können, um Schmerzen zu behandeln. Aktuelle Studien des Schmerzes im Gehirn abhängig von in-vitro- Studien der Elektrophysiologie in Kombination mit systemischen (intraperitoneal) Lieferung von pharmakologischen Wirkstoffen. In-vitro- Studien haben offensichtliche Defizite bei der Enthüllung in Vivo Schmerzen Mechanismen. Unterdessen systemische Drug-Delivery nicht die genauen zellulären Zielen abzugrenzen. In Vivo intrakranielle Injektionen von chemischen und biologischen Arbeitsstoffen sind ein mächtiges Werkzeug, neurologische und molekulare Signalwege im Gehirn zu studieren geworden. In den letzten Jahren haben andere Felder in Vivo intrakraniellen Injektionen verwendet, sucht und Belohnung Verhaltensweisen und Schaltung Wege in Nagetieren3,4erfolgreich zu studieren. Im Rahmen des Schmerzes fehlt jedoch die Verwendung von in Vivo intrakraniellen Pharmakologie.
Intrakranielle Injektionen ermöglichen präzise Injektion eines Medikaments in einem bestimmten Bereich des Gehirns. Darüber hinaus können bestimmte Wege und Rezeptoren mit hochselektiver Drogen ausgerichtet werden. Die Kombination aus einer intrakraniellen Liefersystem medikamentös Präzision ermöglicht es uns auf molekularer und zellulärer Ziele für Schmerzen. Im Auslieferzustand intrakraniellen dieser Medikamente können die Forscher die unmittelbaren Auswirkungen des Verhaltens von Nagetieren beobachten. Aus gut durchgeführten Versuche können Nagetiere Verhaltensweisen mit Pharmakologie verknüpft werden.
In diesem Protokoll haben wir das Beispiel der Ampakin Infusion im präfrontalen Kortex (PFC) um den Mechanismus der kortikalen Glutamat Signalisierung in Schmerzen Verordnung zu demonstrieren. Ampakine sind synthetische Verbindungen, die allosterische Modulatoren bekannt sind. Sie haben gezeigt, dass die Fähigkeit zur Linderung akuter und chronischer Schmerzen in der Tier-Modelle5,6. Frühere Studien deuten darauf hin, dass die wahrscheinlich Standorte des Handelns der Ampakine im Gehirn5,6. Der PFC ist eine Region im Gehirn, das Top-down-Steuerung zu subkortikalen Bereichen, Stimmung und Verhalten zu regulieren aufweist. Einige dieser Ausgabe Projektionen nachweislich Schmerzen Verordnung1,2,7sein. Genauer gesagt, Glutamat Signalisierung in der PFC nachweislich Schmerzen zu regulieren. So wurde die PFC als eine gezielte Gehirnregion für die Untersuchung der Ampakine in Schmerz Staaten gewählt.

<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

Schmerz ist eine auffallende Sinneserfahrung mit affektiven und kognitiven Dimension. Allerdings bleiben zentrale Mechanismen für Schmerzen schlecht verstanden, die Entwicklung wirksamer Therapeutika behindern. Intrakranielle Pharmakologie stellt ein wichtiges Instrument für das Verständnis der molekularen und zellulären Mechanismen des Schmerzes im Gehirn, sowie für neuartige Therapien. Hier präsentieren wir eine Protokoll, die intrakranielle Pharmakologie mit Schmerzen Verhalten testen integriert werden kann. Insbesondere zeigen wir, wie mit Analgetika select Hirnregion, die für Schmerzen Modulation verantwortlich sein können. Darüber hinaus werden ermitteln, die Wirkung des Medikaments Kandidat in das zentrale Nervensystem, Schmerz-Assays intrakraniellen Nachbehandlung durchgeführt. Unsere Ergebnisse zeigen, dass intrakranielle Verabreichung von Analgetika in einer gezielten Region Schmerzlinderung bei Nagern bieten kann. Unser Protokoll zeigt so erfolgreich, dass intrakranielle Pharmakologie, kombiniert mit Schmerzen Verhalten testen, ein leistungsfähiges Werkzeug für die Untersuchung der Mechanismen der Schmerz im Gehirn sein kann.

Als Beispiel haben wir ein Ampakin in PFC über Kanülen (Abbildung 1) infundiert. Wir infundiert auch Morphium systematisch um die analgetische Synergieeffekte zwischen Ampakine und Morphin zu beurteilen. Diese Ergebnisse zeigen, dass Ampakine und Morphin additive analgetische Wirkung haben. Es zeigt auch, dass intrakranielle Injektionen die Kraft zu entdecken, mindestens im Teil, einen Mechanismus für die Droge Aktivierung im Rahmen des Schmerzes.
<p c...

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Intracranial Pharmacotherapy and Pain Assays in Rodents

Intrakranielle Pharmakotherapie und Schmerz-Assays bei Nagern

Hier präsentieren wir ein Protokoll, um intrakranielle pharmakologische Experimente, gefolgt von Schmerzen Verhalten Assays bei Nagetieren durchführen. Dieses Protokoll erlaubt Forschern, molekularen und zellulären Ziele im Gehirn, für pharmakologische Wirkstoffe bei der Behandlung von Schmerzen zu liefern.

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

Der Hauptvorteil dieser Technik ist, dass es verwendet werden kann, um Schmerzmechanismen und Drogenaktionen im Gehirn weiter zu erforschen. Um die Wirkung von intrakraniellen Injektionen auf das akute Schmerzverhalten bei Ratten zu untersuchen, legen Sie die Ratte eine Woche nach der Operation auf die Glasplatte eines Hargreaves-Geräts und verwenden Sie das Gerät, um einen Infrarotstrahl durch die Glasebene unter dem Plantarbereich eines der Rattenfüße zu fokussieren. Um die synergistischen pharmakologischen Wirkungen zwischen zwei verschiedenen Studienmedikamenten zu untersuchen, verwenden Sie ein Stück PE-50-Schläuche, das an einer 10-Mikroliter-Hamilton-Spritze befestigt ist, die mit einer 33-Spur-Injektorkanüle ausgestattet ist, die einen Millimeter über die implantierten Führungen hinausreicht.Injizieren Sie 0,5 Mikroliter oder weniger des Studienmedikaments in eine intrakranielle Kanüle über einen Zeitraum von 100 Sekunden. Halten Sie die Injektorkanüle nach der Injektion weitere 60 Sekunden an Ort und Stelle, um eine langsame Diffusion der Lösung zu erleichtern. Dann, intraperitoneally injizieren das zweite Medikament von Interesse.20 bis 30 Minuten nach der Injektion den Plantarreflextest fünfmal durchführen, wie gezeigt. In diesem repräsentativen Experiment zeigte die intrakranielle Abgabe eines AMPAkine eine additive analgetische Wirkung, wenn sie gleichzeitig mit intraperitoneal geliefertem Morphin verabreicht wurde, was darauf hindeutet, dass intrakranielle Injektionen zumindest teilweise die Kraft haben, einen Mechanismus zur Wirkstoffaktivierung im Zusammenhang mit Schmerzen aufzudecken. Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, sich daran zu erinnern, den Zeitpunkt des Verfahrens genau zu verfolgen.Nach diesem Verfahren können intrakranielle Implantate in Verbindung mit Schmerzassays verwendet werden, um zusätzliche Fragen über die Region des Gehirns zu beantworten, die für einen gegebenen Schmerzphänotyp verantwortlich ist, mögliche Orte der Arzneimittelwirkung oder mögliche Schmerzmedikamentenmechanismen.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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