Name: spontaneous and evoked measures of pain in murine models of monoarticular knee pain
Uploaded: 2019-02-22T14:00:00
Duration: 8 min 3 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Spontaneous and Evoked Measures of Pain in Murine Models of Monoarticular Knee Pain at JoVE.com

Finansiert av Department of Veterans Affairs MERIT award 2 I01 RX000379-05.

Alle dyr prosedyrer og protokoller var godkjent av Minneapolis Veterans Affairs helsevesenet System (VAHCS) institusjonelle Animal Care og bruk komité og likedannet "Guide og bruk av forsøksdyr" (National Academic trykk, USA) 12.
1. valg av dyr
Merk: C57Bl6 mus brukes for alle tre leddgikt.
<ol><li>Bruk enten mann eller kvinne mus, men Merk at responsen på leddgikt smerte kan variere avhengig av kjønn og patogenesen av modellen blir testet.</li>
	<li>Velg mus som har nådd seksuell modenhet, er ikke raskt voksende og er ikke gammel nok til å ha utviklet spontan leddgikt som kan forvirre smerte målinger. Merk: Tolv uker er en ideell tid for smerte måling i modellene som er beskrevet, men dette avhenger av studien design. Alder ved leddgikt, avhenger av tidsperioden modellen tar for å utvikle. Akutt inflammatorisk artritt (karragenan modell) krever 3 h å utvikle, derfor dyr 12 ukens av alderen på tidspunktet for induksjon. Kronisk inflammatorisk leddgikt (CFA modell) krever 3 uker å utvikle, derfor dyr er 9 uker gammel på tidspunktet for induksjon. Kronisk degenerative artritt (collagenase modell) krever 4 uker å utvikle, derfor dyr er 8 uker ved induksjon. En mer kronisk modell av degenerative artritt kan brukes ved å fremkalle leddgikt for 6 ukens av alderen. Dette gir 6 uker i utviklingen av felles skade. Kronisk degenerative artritt i mus produserer imidlertid ikke betydelig vakte smerte.</li>
	<li>Få dyr fra en nasjonal kommersiell oppdretter kilde.</li>
	<li>Huset dyr i grupper på opptil 8 dyr i standard polykarbonat bur med ad lib gnager kosthold og vann.</li>
	<li>Opprettholde miljøforhold på 72 ° C ± 1 ° C og 33% ± 1% fuktighet med 12 h lys/mørke sykluser.</li>
</ol>2. intra-articular injeksjoner i kneet
<ol><li>Opprette en 30 G 2,5 sterilt ved dekker lengden på en 0,5 tommer nål med en kappe av polyetylen rør med en innvendig diameter 0.38 mm og utvendig diameter 1.09 mm, forlater bare 2,5 av nålen utstikkende. Dette hindrer innsetting nålen for dypt og spennende felles posteriorly.</li>
	<li>Velg en enkelt kne å injisere, barbere den ved hjelp av en kommersielt tilgjengelig elektrisk ansikts hår trimmer, og sterilisere med providone-jod kratt.</li>
	<li>Bedøve musen med 3% isoflurane i 100% O2 på 1 L/min for 3 min ± 1 min. vedlikeholde anestesi ved hjelp av en nosecone under prosedyren. Bekreft anestesi dybde ved toe knipe. Ta vare å overvåke statusen for luftveissykdommer og redusere anestesi eksponering for å opprettholde tilstrekkelig respirations.</li>
	<li>Angi felles på midtlinjen gjennom patellar senen bare underlegne nedre kant av patella bruker sterilt omsluttet nålen når musen er fullt anesthetized. Denne fremre midtlinjen maksimerer nøyaktighet for går inn i leddet og injisere stoffet av interesse.</li>
	<li>Bruk samme fremgangsmåte for sprøytebruk både leddgikt-inducing stoffer og smertestillende stoffer. Humbug kontroller produseres ved å sette inn nålen som ovenfor, men uten sprøytebruk enhver substans.</li>
</ol>3. produksjon av leddgikt
<ol><li>Bedøve dyr som trinn 2.3 ovenfor.</li>
	<li>Veie de passende mengder (se nedenfor) av karragenan, komplett Freund's Adjuvant og Type IV Collagenase og fortynne til riktig konsentrasjonen med vanlig saltvann i laminær strømning hette for sikkerhet og sterilitet.</li>
	<li>Injisere 10 µl av 2,5% karragenan fortynnet i 0,9% sterilt saltvann i kneet som ovenfor Hamilton sprøyte for å produsere akutt inflammatorisk artritt. Leddgikt topper 3t etter injeksjon.</li>
	<li>Sprøyte, 30 µL (30 µg) av komplett Freund Adjuvant (CFA) i kneet å produsere kronisk inflammatorisk leddgikt. Det er en innledende akutt inflammatorisk fase som topper på 1 uke da en kronisk fase som topper på 3 uker etter injeksjon.</li>
	<li>Injisere 10 µL inneholder 10 IU Type IV Collagenase å produsere kronisk degenerative artritt. Leddgikt smerte topper 4 uker etter injeksjon.</li>
</ol>4. måling av evoked leddsmerter
<ol><li>Alltid undersøke normal komparator kneet først for å minimere krysset smerte svaret (windup) fra smertefullt kne13.</li>
	<li>Trene sensor å gjelde konsekvent og fast presset av 700 gf/cm2 = 10 psi bruker en Palpometer nivå 4; enheten vil avgi 4 piper når dette nivået av trykket brukes. Denne mengden press vil konsekvent elicit større smerte svar fra en leddgikt felles enn fra en normal felles. Merk: Enheten er kalibrert på fabrikken å lokke fram 4 piper når riktig nivå press brukes. Bruke enheten til opplæring bare; ikke bruk på dyrene men når undersøke dyrene, gjelder mengden av trykket lært gjennom trening.</li>
	<li>Holde musen tett nok for å forhindre tilfeldige bevegelsen holder scruff av halsen med pekefingeren og tommelen og bruker de 4th og 5th fingrene til å holde halen. Musen skal kunne gjøre diskret, kort bevegelser med innsats og når stimulert, men skal ikke kunne flytte fritt eller kontinuerlig.</li>
	<li>Administrere gjentatte fast (Palpometer nivå 4) palpations samtidig til laterale og mediale sidene av hvert kne ca felles linje med tommelen og pekefingeren på den frie hånden en gang per sekund for ett minutt mens holde musen. Ikke bruk Palpometer for musa eksamen; det brukes bare for trening.</li>
	<li>Har en andre observatør telle antall ganger dyret vocalizes og kjemper for å unnslippe tilbakeholdenhet i denne tidsperioden for ett minutt. Summen av kamper og vocalizations er utløste smerter poeng.</li>
	<li>Alltid oss samme sensor gjennom hele studiet og bekrefte sensor og observatør er blendet som eksperimentelle tilstand.</li>
</ol>5. måling av spontane leddsmerter.
Merk: Avansert dynamisk vekt bærende (ADWB) enheten beregner prosent av total tid dyret bruker på hvert lem og prosent av totale vekten på hvert lem.
<ol><li>Fyll en plast beaker med 2 L vann. Plass skum pute og middels tetthet fibertre som er inkludert i utstyret sammen med fylt begeret i laboratoriet skala og registrere den kombinerte vekten.</li>
	<li>Åpne programmet ADWB og velg mus SensorType.</li>
	<li>Kalibrere systemet før hvert eksperiment:<ol>
<li>Velg Full kalibrering under kalibrering menyene. Angi 0,00 en Tare verdi og vekten av skum pute, middels tetthet fibertre, plast kanne og vann som kalibrering vekt, og velg neste.</li>
		<li>Velg Tare før du legger noe på sensoren. Før du velger få forhåndsvisning, dekk sensor puten med angitte skum pute, middels tetthet fibertre og plast kanne fylt med 2 liter vann, i den rekkefølgen. Velg få forhåndsvisning når kalibrering vekten er på sensoren.</li>
		<li>Justere kalibrering vekt så det er jevnt fordelt over personlige sensorer og når verdien kalibrering indikator over 95, velge få definisjon. Denne prosessen gir en normalisert gjennomsnittlig for individuelle sensorer og bekrefter integriteten til enkelte sensorer. Til slutt Velg neste.</li>
		<li>Lagre filen kalibrering til mappen kalibrering.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Velg ny , og der gitt angi prosjektnavnet og dyr navnet for første musen skal testes.</li>
	<li>Velg Bla gjennom og åpne kalibrering filen som ble opprettet for prosjektet. Velg neste, sikre aktiverer videoopptak er valgt, og velg OK.</li>
	<li>Veie dyret, velg fangeog registrere vekten i programvaren. Velg OK.</li>
	<li>Ikke acclimate mus til kammeret før innsamling av data fordi enheten måler spontan opptreden.</li>
	<li>Plasser musen i kammeret for en periode på 5 min testing. Når Dyret er i kammeret kan du velge å starte. Programvaren vil registrere dyrets aktivitet på denne tiden, spille inn video og synkronisere med sensordata og automatisk dele denne videoen i analyzable og ikke-analyzable segmenter. Merk: Programvaren vurderer segmenter analyzable når minst én stabil sone oppdages. En stabil sone opprettes når sensorer oppdage ≥2 g på en sensor med minimum én tilstøtende sensor registrere ≥1 g og når vektfordeling på en sone er stabil for mer enn 0,38 s.</li>
	<li>Før første analysen i en serie velger du lett scoring og uavhengige paws innstillingen. Merk: Lett scoring lar gjentakelse validering av segmenter hvor stabil sonen ikke endres basert på validering av sonen for første stabil i det aktuelle segmentet. Uavhengige paws innstillingen gir observatøren med tilgang til tastatursnarveiene individuelt ID hver labb. Observatør tilordner sonene som oppfyller minimal kriterier som høyre hind, venstre bakben, rett forgrunnen, venstre forgrunnen, begge forepaws, annen kroppsdel, eller Ignorer sone ved å bruke hurtigtastene mens du holder markøren over segmentet per video og skalert kart over aktivert sensorer.</li>
	<li>Velg >> å flytte til første analyzable segmentet. Hvis en stabil sone ikke har riktig labben identifisert så holder markøren over den sonen og trykk hurtigtasten (rett hind, svenstre bakben, a; høyre forgrunnen, w, venstre forgrunnen, q, begge forepaws, e, andre delen av kroppen, z, ignorere sone, x) som samsvarer med den riktige kroppsdelen. Merk: Minst 1,5 min analyzable tid må analyse grensene. Analysert segmenter er lagt og gjennomsnitt automatisk for utdata per paw(s) av programvaren.</li>
	<li>ADWB programvaren beregner automatisk den andelen analysert tidsbruk og andelen kroppsvekt (g) plassert på hver av de fire lem alternativene. Eksportere disse verdiene i et nytt regneark ved å velge resultater, eksportere, velge Ja til spør spørsmålet spørre hvis bare fem første summeringslinjer skal eksporteres, og velge plasseringen av produksjonen.</li>
	<li>Avlive dyrene ved CO2 innånding etterfulgt av thoracotomy på slutten av studietiden.</li>
	<li>For hvert ekstra dyr i samme gruppe, velge ny og angi et unikt dyr navn, men endrer ikke prosjektnavnet. Velg neste, sikre aktiverer videoopptak er valgt, og velg OK. Følg trinnene 5.5 til 5,12 for første dyret.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Neggi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+epidemiology+and+impact+of+pain+in+osteoarthritis.">The epidemiology and impact of pain in osteoarthritis.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 21, 1145-1153 (2013).</li><li>Center for Disease Control and Prevention. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+of+doctor-diagnosed+arthritis+and+arthritis-attributable+activity+limitation+-+United+States,+2007-2009.">Prevalence of doctor-diagnosed arthritis and arthritis-attributable activity limitation - United States, 2007-2009.</a> Morbidity and Mortality Weekly Report. 59, 1261-1265 (2010).</li><li>Kaye, A., 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=Prescription+Opioid+Abuse+in+Chronic+Pain:+An+Updated+Review+of+Opioid+Abuse+Predictors+and+Strategies+to+Curb+Opioid+Abuse:+Part+1.">Prescription Opioid Abuse in Chronic Pain: An Updated Review of Opioid Abuse Predictors and Strategies to Curb Opioid Abuse: Part 1.</a> Pain Physician. 20, 93-109 (2017).</li><li>Maheu, E., 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=Why+we+should+definitely+include+intra-articular+hyaluronic+acid+as+a+therapeutic+option+in+the+management+of+knee+osteoarthritis:+Results+of+an+extensive+critical+literature+review.">Why we should definitely include intra-articular hyaluronic acid as a therapeutic option in the management of knee osteoarthritis: Results of an extensive critical literature review.</a> Seminars in Arthritis and Rheumatism. , (2018).</li><li>Malfait, A. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Why+we+should+study+pain+in+animal+models+of+rheumatic+diseases.">Why we should study pain in animal models of rheumatic diseases.</a> Clinical and Experimental Rheumatology. 35, 37-39 (2017).</li><li>Piel, M. J., Kroin, J. S., van Wijnen, A. J., Kc, R., Im, H. -. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pain+Assessment+in+Animal+Models+of+Osteoarthritis.">Pain Assessment in Animal Models of Osteoarthritis.</a> Gene. 537, 184-188 (2014).</li><li>Dorman, C. W., Krug, H. E., Frizelle, S. P., Funkenbusch, S., Mahowald, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+DigiGait&#8482;+and+TreadScan&#8482;+imaging+systems:+assessment+of+pain+using+gait+analysis+in+murine+monoarthritis.">A comparison of DigiGait&#8482; and TreadScan&#8482; imaging systems: assessment of pain using gait analysis in murine monoarthritis.</a> Journal of Pain Research. 7, 25-35 (2013).</li><li>Barton, N., 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=Pressure+application+measurement+(PAM):+A+novel+behavioural+technique+for+measuring+hypersensitivity+in+a+rat+model+of+joint+pain.">Pressure application measurement (PAM): A novel behavioural technique for measuring hypersensitivity in a rat model of joint pain.</a> Journal of Neuroscience Methods. 163, 67-75 (2007).</li><li>Bert, J., 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=The+Effect+of+Treatment+with+Resiniferatoxin+and+Capsaicin+on+Dynamic+Weight+Bearing+Measures+and+Evoked+Pain+Responses+in+a+Chronic+Inflammatory+Arthritis+Murine+Model.">The Effect of Treatment with Resiniferatoxin and Capsaicin on Dynamic Weight Bearing Measures and Evoked Pain Responses in a Chronic Inflammatory Arthritis Murine Model.</a> Internal Medicine Review. 2016 (6), 89 (2016).</li><li>Abdullah, 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=The+effect+of+intra-articular+vanilloid+receptor+agonists+on+pain+behavior+measures+in+a+murine+model+of+acute+monoarthritis.">The effect of intra-articular vanilloid receptor agonists on pain behavior measures in a murine model of acute monoarthritis.</a> Journal of Pain Research. 9, 563-570 (2016).</li><li>Anke, T. T., Kuner, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studying+ongoing+and+spontaneous+pain+in+rodents+-+challenges+and+opportunities.">Studying ongoing and spontaneous pain in rodents - challenges and opportunities.</a> European Journal of Neuroscience. 39, 1881-1890 (2014).</li><li>National Research Council. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. , (2011).</li><li>Kuner, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Central+mechanisms+of+pathological+pain.">Central mechanisms of pathological pain.</a> Nature Medicine. 16, 1258-1266 (2010).</li><li>Banik, R., Woo, Y., Park, S., Brennan, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strain+and+Sex+Influence+on+Pain+Sensitivity+after+Plantar+Incision+in+the+Mouse.">Strain and Sex Influence on Pain Sensitivity after Plantar Incision in the Mouse.</a> Anesthesiology. 105, 1246-1252 (2006).</li><li>Mogil, J. S., Chesler, E., Wilson, S. G., Juraska, J. M., Sternberg, W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sex+differences+in+thermal+nociception+and+morphine+antinociception+in+rodents+depend+on+genotype.">Sex differences in thermal nociception and morphine antinociception in rodents depend on genotype.</a> Neuroscience &amp; Biobehavioral Reviews. 24, 375-389 (2000).</li><li>Mogil, J., 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=Heritability+of+nociception+I:+Responses+of+11+inbred+mouse+strains+on+12+measures+of+nociception.">Heritability of nociception I: Responses of 11 inbred mouse strains on 12 measures of nociception.</a> Pain Physician. 80, 67-82 (1999).</li><li>Meziane, H., Ouagazzal, A. -. M., Aubert, L., Wietrzych, M., Krezel, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estrous+cycle+effects+on+behavior+of+C57BL/6J+and+BALB/cByJ+female+mice:+implications+for+phenotyping+strategies.">Estrous cycle effects on behavior of C57BL/6J and BALB/cByJ female mice: implications for phenotyping strategies.</a> Genes, Brain, and Behavior. 6, 192-200 (2007).</li></ol>

Forfatterne ikke avsløre.

Måling av felles smerte i preklinisk modeller av inflammatorisk leddgikt og utarte skjøt sykdommen er en stadig mer verdifullt verktøy for å vurdere nye behandlinger for leddgikt smerte og gjenopprette felles funksjon9,10. Måle smerte atferd i mus med kronisk degenerative joint sykdom er utfordrende. Som quadrupeds, kan de avlaste en smertefull lem til en kombinasjon av andre tre lemmer eller halen. Redusert funksjonen i ett ben kan ikke vises som åpenbart som i bipedal mennesker. Idet prey dyrene, har mus en overlevelse fordel å minimere smerte atferd.
Denne rapporten viser at leddsmerter fra forskjellige patologisk mekanismer kan måles i mus med enkle og relativt billige metoder. Inflammatorisk leddsmerter fører til større endringer i vektbærende tid og distribusjon, og derfor kan være mer følsomme modell for påvisning av analgesi. Men andre modeller av leddsmerter vil være viktige når du vurderer nye potensielle analgetika siden mekanismer for smerte initiering og vedlikehold er sannsynligvis annerledes med forskjellige patologi. Vi fant forskjeller i avlastende mønstre mellom menn og kvinner og ulike modeller av leddgikt smerte.
Det er viktig å erkjenne at det kan være belastning som Kjønnsforskjeller i smerte atferd i mus14,15,16. Det er også kjent at det er forskjellige belastning forskjeller i smerte terskler. Vi fant at i C57/Bl6 mus, kvinner viste signifikant mer spontane smerte atferd (økt vekt og tid på forelimbs) enn mannlige mus med kronisk utarte leddsmerter (figur 2 og Figur 3). Vi ikke finne estrus fasen for kvinnelige mus så vi ikke kan si om dette hadde noen effekt på resultatene, men andre har fastslått at estrus fase ikke forklare observerte Kjønnsforskjeller i C57/Bl6 mus17.
Vakte smerte atferd er følsom for alle typer leddsmerter testet og har god reproduserbarhet. Det er avgjørende at sensor er trent til å levere konsekvent, standardisert palpasjon press og bruke konsekvent tilbakeholdenhet metoder der en rekke smerte opptreden å oppdage både smerte og analgesi. Det er viktig å alltid undersøke normal kneet først for å redusere smerte svaret i normal kneet på grunn av en crossover effekt og maksimere forskjellen i smerte reaksjon mellom normal og smertefullt kne. Bruke en andre observatør skal registrere smerte svar som utgjør EPS er nødvendig slik at sensor fokuserer på konsekvent palpasjon og slik at vocalizations og kamper er konsekvent telt. Det kan være nødvendig å praktisere metoden tilbakeholdenhet spesielt for å sikre at dyret kan reagere på smerte tilstrekkelig men reagerer ikke for lett å fortynne smerte svaret. En fordel med EPS målingen er at den tilsvarer måle felles ømhet i menneskelige pasienter.
Vi føler disse metodene er overlegen til eksisterende metoder i at de direkte måle smerte kommer fra kneet leddene i mus, de kan brukes i forskjellige modeller av monoarthritis smerte, de inkluderer både spontane og vakte svar, og er relativt rimelige men pålitelig og reproduserbar. Som terapi er utviklet mer effektivt å behandle leddgikt, vil disse metodene være nyttig for å bekrefte om behandlinger er faktisk effektive for mest invalidiserende utfallet av leddgikt, smerte.
Våre metoder har noen begrensninger. Hovedsakelig, er EPS tiltaket begrenset av behovet for en enkelt sensor og observatør og behovet for veldig konsekvente teknikk. Tiltakene som vakte smerte er mer automatisert og ikke som kan Inter observatør forskjeller. Ytterligere avgrensning av EPS tiltaket kan inneholde automatiserte metoder for opptelling vocalizations svar på palpasjon, som benytter en ultralyd bat detektor telle vocalizations. Denne metoden må være i forhold til vår nåværende metode å bekrefte sensitivitet og spesifisitet før det kunne bli implementert.
I sammendraget beskriver vi to forskjellige smerte atferd tiltak for kvantifisere leddsmerter i mus. Kjønn og belastning forskjeller må vurderes før du velger en eksperimentell modell. Tiltak av evoked smerte krever forsiktig trening og konsekvente gjennomføring av sensor. Både spontan og vakte atferd er anbefalt å vurdere smerte alvorlighetsgrad og funksjonelle begrensninger og skal benyttes for å fullt ut vurdere effekten av nye potensielle smertestillende.

Smerter er den viktigste årsaken til uførhet fra leddgikt1,2. Foreløpig tilgjengelig analgetika ofte ineffektive, giftig, og bidra potensielt til landsdekkende narkotiske problemet3. Kirurgi er ikke alltid et alternativ for sluttstadiet leddgikt, særlig i eldre, som kan ha flere Co-morbidities. Intra articular steroider og viscosupplementation kan være effektiv i tidlig sykdom men vanligvis mister sin effektivitet i sent stadium sykdom4. Det er et stort udekket behov for effektiv smertestillende for arthritis smerte som ikke kan rettes med tilgjengelige behandlinger.
Pre-klinisk modeller er nyttig for å forstå virkningsmekanismen av smerte behandling og forutsi begrensende toksisitet, men smerte måling i dyr er utfordrende5. Smerte tiltak kan være direkte og spontan (statisk eller dynamisk vekt bærende, foten holdning, gait analyse, spontane bevegelse og mekanisk og termisk følsomhet) eller indirekte/utløste (hind lem uttak test, kne komprimering kraft eller hjernen imaging) 6. for milde former for monoarthritis, gait analyse er bokstaver og mangler konsistens7. Statisk vekt bærende er nyttig for å måle smerte i rotte hindlimbs men kan være vanskelig i mus. Mekanisk følsomhet tiltak som von Frey testen indirekte oppdage allergi av foten puten i innstillingen for knee leddgikt, men direkte mål ikke knesmerter og er tungvint å utføre. Kneet komprimering styrken målt med P.A.M. (trykket programmet måling) enheten kan brukes i rotter, men store enheten er vanskelig å bruke i mus uten å produsere negativ atferd som ikke reflekterer nødvendigvis smerte8.
Vi har utviklet metoder for måling spontan og vakte smerter i tre forskjellige modeller av murine leddgikt som er følsom og reproduserbar for å måle smerte alvorlighetsgrad og smertestillende effekter av intra articular terapier9, 10. vi kan også sammenligne smertelindring med andre histologic markører av smerte og skjermen investigational stoffer som ikke ville være mulig i mennesker. Vi kan vurdere synergism av beskjedent effektiv analgetika å identifisere mer effektiv kombinasjon terapier. Ved å benytte utprøvde metoder for både vakte og spontan smerte, unngå vi å graven for ikke identifiserer smerte som gjenspeiles i typer smerte atferd, men ikke andre og tettere speil smerte måling i mennesker11. Begrenser smerter vurdering å to metoder, minimere vi stress på dyrene, som kan påvirke virkemåten for smerte, og maksimere produktiviteten i laboratoriet.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:821px;" width="820">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:183px;">Advanced Dynamic Weightbearing Device</td>
			<td style="width:221px;">Bioseb In Vivo Research Instruments, Vitrolles, France</td>
			<td style="width:203px;">Model: BIO-DWB-M - For mice</td>
			<td style="width:215px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:183px;">C57/Bl6 mice (male and female)</td>
			<td style="width:221px;">Jackson Labs, Bar Harbor ME</td>
			<td style="width:203px;">Stock No:&#160;000664&#160;|&#160;Black 6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:183px;">Carrageenan</td>
			<td style="width:221px;">Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA</td>
			<td style="width:203px;">22049-5G-F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:183px;">Complete Freund&#39;s Adjuvant</td>
			<td style="width:221px;">Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA</td>
			<td style="width:203px;">F5881</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:183px;">Palpometer</td>
			<td style="width:221px;">Palpometer Systems, Inc. Victoria, B.C</td>
			<td style="width:203px;">Not available - no longer in business</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:183px;">Type IV Collagenase</td>
			<td style="width:221px;">Worthington Biomedical Corp, Lakeville, NJ</td>
			<td style="width:203px;">LS004210</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

spontaneous and evoked measures of pain in murine models of monoarticular knee pain

Smerter er den viktigste årsaken til uførhet fra leddgikt. Det er et udekket behov for tilstrekkelig behandlinger for leddgikt smerte. Pre-klinisk modeller er nødvendig og nyttig for å studere mekanismer av smerte og for å vurdere effekten av leddgikt behandling. Måle smerte i dyr modeller av leddgikt er utfordrende. Vi har utviklet metoder for å måle vakte og spontan smerter i tre modeller av murine leddgikt. Vi quantitate vakte smerte svarene mus utsatt for fast palpasjon av et smertefullt kne. Vi også vurdere spontan smerte av andelen av vekt og tiden plassert på hver av deres 4 lemmer etter induksjon av leddgikt smerte i kne. Leddsmerter i modellene musen produserer en betydelig økning i vakte smerte svar og en endring i vekt bærende. Siden mus firføtte, avlaste de smertefulle lem å kontralateral lem, forelimbs, eller en kombinasjon. Disse metodene er enkle, krever minimal utstyr og er reproduserbare og følsom for å oppdage smerte. De er nyttige for å studere både endring av sykdom leddgikt behandlinger og smertestillende i mus.

Akutt og kronisk inflammatorisk og kronisk degenerative leddsmerter ble produsert av IA injeksjon i venstre kneet C57BL/6J mannlige og kvinnelige mus før smerter vurdering ved hjelp av protokollen som er skissert ovenfor. Leddsmerter ble målt som vakte smerte score (EPS) og spontan smerte atferd målt med en avansert dynamisk vekt bærende (ADWB)-enhet. I forbindelse med denne rapporten, ble personlige sammenligninger gjort ved hjelp av Student t tester. For eksperimenter der smertestillende doser sammenlignes, være ANOVA en mer passende statistiske sammenligning.
EPS (summen av stemte kamper pluss vocalizations) økte med alle tre typer leddsmerter (figur 1). ADWB tiltak prosent vekt peiling på venstre bakben lem forhold til naiv mus ble redusert i akutt og kronisk inflammatorisk leddsmerter. Kvinner men ikke menn med kronisk utarte skjøt smerter (Kol) viste lignende reduksjoner i ADWB tiltak (figur 2A). Menn med akutt inflammatorisk leddsmerter overført mer vekt til forelimbs enn naiv dyr. Vekt peiling på forelimbs økt i kvinnelige mus forhold til naiv, men ikke i menn med kronisk utarte leddsmerter (Kol) (figur 2B). ADWB tiltak prosent tid på de berørte venstre bakben lem redusert i forhold til naiv i mus med akutt og kronisk inflammatorisk leddsmerter, men dette var ikke statistisk signifikant. Disse dyrene brukte mindre tid på venstre bakben lem enn på høyre hind lem. I både menn og kvinner med kronisk utarte leddsmerter var det ingen forskjell i tid brukt på venstre bakbeina forhold til naiv. Kvinner med kronisk utarte leddsmerter brukte mer tid på nonarthritic høyre hind lem forhold til naiv (Figur 3A). Mus med akutt inflammatorisk leddsmerter og kvinner med kronisk utarte leddsmerter brukte betydelig mer tid på forelimbs enn naiv dyr (Figur 3B).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59024/59024fig1.jpg"> Figur 1 . Utløste smerter score for venstre (blå kolumne) og høyre (rød kolonne) bakbeina. Høyre bakbeina som interne kontroller og gjennomgikk ikke enhver IA injeksjoner. Målinger ble tatt til følgende betingelser: uninjected naiv (mannlige og kvinnelige), akutt inflammatorisk karragenan-indusert artritt (bil), kronisk inflammatorisk fullført Freund's Adjuvant-indusert artritt (CFA) og kronisk noninflammatory Collagenase-indusert artritt (COL - mannlige og kvinnelige). I naiv dyr Oppfatninger av venstre bakben kneet var ikke statistisk forskjellig fra høyre i menn og bare minimal ulike kvinner (**P = 0.038) trolig på grunn av noe økt smerte respons i kneet undersøkt andre (venstre) på grunn av crossover smerte svar. I alle leddgikt grupper var leddgikt venstre kneet EPS betydelig større enn nonarthritic kontralateral høyre kneet. Når du sammenligner Oppfatninger av venstre kneet leddgikt grupper naiv dyr, hadde alle leddgikt grupper betydelig større EPS score i leddgikt venstre kneet forhold til naiv venstre kne. Dette var sant i både menn og kvinner. P < 0,05 sammenlignet med mannlige naiv, #P < 0,05 forhold til kvinnelige naiv. Alle feilfelt er SEM i alle tall. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59024/59024fig1large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59024/59024fig2.jpg"> Figur 2 : Spontan smerte atferd målt i prosent kroppsvekt i lemmer. (A) spontan smerte oppførsel målt ved totalt prosent kroppsvekt på venstre (blå kolumne) og høyre (rød kolonne) bakbeina. I både mannlige og kvinnelige naiv dyr var det ingen signifikant forskjell mellom prosent vekten på venstre og høyre bakbeina. Mannlige mus med bil og CFA indusert leddsmerter og kvinner med COL indusert leddsmerter bar betydelig mindre vekt på venstre bakben lem sammenlignet naive. P < 0,05 sammenlignet med mannlige naiv, #P < 0,05 forhold til kvinnelige naiv. (B) spontan smerte oppførsel målt ved totalt prosent kroppsvekt på forelimbs. I menn med bil indusert Akutte leddsmerter og kvinner med COL indusert kroniske leddsmerter var det en betydelig økning i vekten på forelimbs. Dette var ikke sett i menn med CFA eller COL indusert leddsmerter. Naive kvinner tendens til å bære mer vekt på forelimbs enn naïve menn (P = 0,02). Tilleggsvekter kan bæres av andre kroppsdeler som halen eller bakdel. Disse var vanligvis minimal og bidra ikke betydelig til forståelsen av smerte svaret og vises derfor ikke. P < 0,05 sammenlignet med mannlige naiv, #P < 0,05 forhold til kvinnelige naiv og mannlige 4 uke COL i forlemen weightbearing. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59024/59024fig2large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59024/59024fig3.jpg"> Figur 3: spontan smerte atferd målt i prosent tid brukt på lemmer. (A) spontan smerte oppførsel målt ved totalt prosent tidsbruk på venstre (blå kolumne) og høyre (rød kolonne) bakbeina. Det var ingen signifikant forskjell mellom høyre og venstre bakbeina i mannlige og kvinnelige naiv mus med hensyn til tidsbruk på lem. Mannlige mus med bil og CFA indusert artritt for å bruke mindre tid weightbearing med leddgikt venstre bakben lem forhold til naiv, men dette var ikke statistisk signifikant og sannsynlig skyldes økt variasjon i dette tiltaket i disse musene. Det var en betydelig forskjell i disse dyrene sammenligne høyre mot venstre som høyre hind lem tilbrakte flere totaltiden weightbearing enn venstre. I kvinner med COL indusert artritt var høyre hind lem weightbearing en større andel av tid enn naiv kvinner. P < 0,05 sammenligne høyre til venstre, #P < 0,05 sammenlignet med kvinnelige naiv og mannlige 4 uke COL i tid brukt på forelimbs. (B) spontan smerte atferd målt ved hvor lenge brukt på forelimbs. I menn med bil indusert artritt og kvinner med COL indusert artritt brukte mus betydelig mer tid weightbearing på forgrunnen lemmer enn naiv dyr. Kvinnelige naiv mus brukte mer tid på forelimbs enn mannlige naiv dyr. P < 0,05 sammenlignet med mannlige naiv, #P < 0,05 forhold til kvinnelige naiv. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59024/59024fig3large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Spontaneous and Evoked Measures of Pain in Murine Models of Monoarticular Knee Pain at JoVE.com

Spontaneous and Evoked Measures of Pain in Murine Models of Monoarticular Knee Pain

Vi har utviklet et vakte mål leddgikt smerte og kombinert det med en standardisert metode for å måle spontan smerter i ulike murine modeller av kjemisk indusert artritt. Disse tiltakene er følsom og reproduserbar for ulike typer leddsmerter.

Spontan og vakte tiltak av smerte i Murine modeller av Monoarticular knesmerter

Pain is the main cause of disability from arthritis. There is currently an unmet need for adequate treatments for arthritis pain. Pre-clinical models are ...

Måling av smerte i prekliniske modeller av leddgikt er vanskelig, men det er viktig for evaluering av både regenerative og smertestillende behandlinger. Vår protokoll er følsom og reproduserbar for måling av både fremkalt og spontan smerteatferd. Og det er enkelt og relativt billig.Leddgikt er den største bidragsyteren til funksjonshemming, og smerte er den viktigste årsaken til funksjonshemning. Behandling av leddgikt er for tiden utilstrekkelig. Prekliniske modeller er en viktig del av behandlingsutviklingen.Viser denne prosedyren vil være Christopher Dorman, en tekniker, og Sandra Frizelle, en ansatt forsker fra laboratoriet mitt. For å hindre at nålen settes inn for dypt og går ut av leddet bakre, dekk opp en punkt 5 tommers nål med en kappe av polyetylenrør til bare 2,5 millimeter av nålen stikker ut av hylsen. Deretter barberer du pelsen fra kneet på den bedøvede musen som skal injiseres, og steriliserer den eksponerte huden med povidone jodskrubb.Sett deretter den omsluttede nålen inn i leddet midt i leddet gjennom patellar-senen bare dårligere enn den nedre kanten av patellaen, og injiser stoffet av interesse. Før du vurderer den fremkalte leddsmerter, bruk en høydemåler nivå 4 for å øve på å bruke syv hundre gram krefter per centimeter kvadrert av konsekvent og fast trykk. Enheten vil avgi 4 pip når riktig trykknivå påføres.Når riktig trykk på en pålitelig måte kan påføres, scruff musen i nakken med pekefingeren og tommelen tett nok til å hindre uformell bevegelse. Og bruk den fjerde og femte fingrene for å begrense halen. Musen skal kunne gjøre diskrete, korte bevegelser med innsats og når stimulert, men bør ikke kunne bevege seg fritt eller kontinuerlig.Administrer gjentatte faste palpasjoner samtidig til side- og mediale sider av hvert kne med tommelen og pekefingeren på den frie hånden på omtrent felleslinjen en gang per sekund i 1 minutt. Og har en observatør telle antall ganger dyret vokaliserer og kjemper for å unnslippe tilbakeholdenhet i løpet av denne 1 minutt trykk søknadsperioden. Summen av biter og vokaliseringer regnes som Evoked Pain Score.Åpne det avanserte dynamiske vektlagerprogrammet, og velg Mus"som sensortype. Før hvert eksperiment velger du full kalibrering"under kalibreringsmenyen. Og skriv inn null"for taraverdien.Og vekten av skumputen, fiberplaten med middels tetthet, plastbeger og vann som kalibreringsvekt. Velg neste"og tare"Og dekk sensorputen med skumputen, fiberplaten med middels tetthet og plastbeger av vann. Når alle materialene er plassert på sensorputen, velger du forsterkning"Og juster kalibreringsvekten til den er jevnt fordelt på de enkelte sensorene.Når verdien av kalibreringsindikatoren er over nittifem, velger du gain definition"for å produsere et normalisert middel for de enkelte sensorene og for å bekrefte integriteten til sensorene. Deretter velger du neste", og lagrer kalibreringsfilen i kalibreringsmappen. Velg nye"og skriv inn prosjekt- og dyrenavnene for den første musen som skal testes.Velg bla gjennom", og åpne kalibreringsfilen som ble opprettet for prosjektet. Deretter velger du neste"bekreft at aktiver videoopptak" er valgt, og velg ok"Neste, veie dyret. Velg capture", og registrer vekten i programvaren.Etter å ha valgt ok"plasser musen i kammeret i 5 minutter. Og velg lansering"Programvaren vil registrere dyrets aktivitet, fange en video og synkronisere med sensordataene, og automatisk partisjonere videoen i analysebare og ikke-analyserbare segmenter. På slutten av analyseperioden velger du enkel scoring"og uavhengig pauseinnstilling"Og velg spole fremover"for å gå videre til det første analysebare segmentet.Hvis en stabil sone ikke har riktig pote identifisert, holder du markøren over den sonen og trykker på den aktuelle hurtigtasten som svarer til riktig kroppsdel. Den avanserte dynamiske vektbærende programvaren vil automatisk beregne prosentandelen av analysert tid brukt, og prosentandel av kroppsvekt plassert på hver av de 4 lemmer. Velg deretter resultater"eksport"og ja"for å eksportere de første 5 sammendragslinjene med data til det aktuelle regnearkprogrammet.For hvert ekstra dyr i samme gruppe, velg ny", og skriv inn et unikt dyrenavn uten å endre prosjektnavnet. Deretter fange hvert dyrs aktivitet i kammeret som nettopp demonstrert. Fremkalt Smerte Score for akutt inflammatorisk omsorg-et-gen-en indusert leddgikt, kronisk inflammatorisk komplett f-roy-nes add-jav-ent indusert leddgikt, og kronisk ikke-inflammatorisk cole-ag-in-a indusert leddgikt økning over de som er observert for naive uinjisert dyr for alle tre typer leddsmerter.Kvinner, men ikke menn med kronisk degenerative leddsmerter, viser lignende reduksjoner i forhånd dynamiske vektbærende tiltak sammenlignet med naive mus i akutte og kroniske inflammatoriske leddsmerter. Hann med akutt inflammatorisk leddsmerter overfører mer vekt til de 4 lemmer enn naive dyr. Vektbærende på de 4 lemmer øker i kvinnelige mus sammenlignet med naive dyr, men ikke hos menn med kronisk degenerativ leddsmerter.Hos både menn og kvinner med kronisk degenerativ leddsmerter er det ingen forskjell i tidsforbruk på venstre baklemmer sammenlignet med naive dyr. Og kvinner med kronisk degenerativ leddsmerter bruker mer tid på den ikke-arthritic høyre bakben sammenlignet med uinjisert mus. Til slutt bruker hannmus med akutt inflammatorisk leddsmerter, og kvinner med kronisk degenerativ leddsmerter, betydelig mer tid på sine 4 lemmer enn naive dyr.Riktig identifisering av bakre av dyrets føtter i forhold til kroppen er svært viktig. Fokuser på dyrets bakre i stedet for hodet. Med denne metoden er vi i stand til å teste affektiviteten til romanen, nye interartikulære analgemidler.

Research

JoVE Journal

Medicine

Assessment of Cardiac Function and Energetics in Isolated Mouse Hearts Using 31P NMR Spectroscopy

Assessment of Cardiac Function and Energetics in Isolated Mouse Hearts Using 31P NMR Spectroscopy

Bioengineered mouse models have become powerful research tools in determining causal relationships between molecular alterations and models of ...

Chronic Constriction of the Sciatic Nerve and Pain Hypersensitivity Testing in Rats

Kronisk innsnevring av isjiasnerven og Smerter Overfølsomhet Testing i Rats

Chronic neuropathic pain, resulting from damage to the central or peripheral nervous system, is a prevalent and debilitating condition, affecting 7-18% of ...

Urinary Bladder Distention Evoked Visceromotor Responses as a Model for Bladder Pain in Mice

Urinblæren Stinnhet fremkalt Visceromotor Responses som en modell for blære Smerter i Mus

Approximately 3-8 million people in the United States suffer from interstitial cystitis/bladder pain syndrome (IC/BPS), a debilitating condition ...

The Sciatic Nerve Cuffing Model of Neuropathic Pain in Mice

Hoftenervene cuffing Modell av nevropatiske smerter i Mus

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

In vitro Functional Characterization of Mouse Colorectal Afferent Endings

In vitro Functional Characterization of Mouse Colorectal Afferent Endings

In vitro Funksjonell karakterisering av Mouse Colorectal afferent Endings

This video demonstrates in detail an in vitro single-fiber electrophysiological recording protocol using a mouse colorectum-nerve preparation. The ...

The Monoiodoacetate Model of Osteoarthritis Pain in the Mouse

Den Monoiodoacetate modell av Artrose Smerter i Mus

A major symptom of patients with osteoarthritis (OA) is pain that&#160;is triggered by peripheral as well as central changes within the pain pathways. The ...

A Quantitative Sensory Testing Paradigm to Obtain Measures of Pain Processing in Patients Undergoing Breast Cancer Surgery

En kvantitativ sensorisk Testing paradigme å få tiltak av smerte behandling i pasienter som gjennomgår brystkreft kirurgi

Chronic pain following surgery, persistent postsurgical pain, is an important highly prevalent condition contributing to significant symptom burden and ...

Objective Nociceptive Assessment in Ventilated ICU Patients: A Feasibility Study Using Pupillometry and the Nociceptive Flexion Reflex

Objektiv Nociceptive vurdering i ventilert ICU pasienter: en mulighetsstudie Pupillometry og den Nociceptive strekking refleks

The concept of objective nociceptive assessment and optimal pain management have gained increasing attention. Despite the known negative short- and ...

FSN Therapy for Knee Osteoarthritis Pain Management

Fu's Subcutaneous Needling for Knee Osteoarthritis Pain

Fu's Subcutaneous Needling for Knee Osteoarthritis Pain (Video) | JoVE 

Fus subkutane nåling for knet artrose smerte

Fu's subcutaneous needling (FSN) is a new acupuncture and dry needling technique based on traditional Chinese medicine. It rapidly produces long-lasting ...

Standardized Tuina Manipulation for Knee Osteoarthritis in Rats

Tuina Manipulation to Reduce Inflammation and Cartilage Loss in Knee Osteoarthritis Rats

Understanding the Mechanism of Tuina Manipulation in Rats (Video) | JoVE

Tuina manipulasjon for å redusere betennelse og brusk tap i kneet slitasjegikt rotter

Clinical trials suggest that Tuina manipulation is effective in treating knee osteoarthritis (KOA), while further studies are required to discover its ...