Name: back mechanical sensitivity assessment in the rat for mechanistic investigation of chronic back pain
Uploaded: 2022-08-30T13:00:00
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この研究は、ケベック州カイロプラティック財団とカナダ自然科学工学研究評議会からの助成金(MP:助成金#06659)によってサポートされました。香港の貢献は、ケベック大学トロワリビエール大学(PAIRプログラム)によってサポートされました。BPの貢献は、ケベックアンサンテ財団(FRQS)とケベックカイロプラティック財団によってサポートされました。TPの貢献は、カナダ自然科学工学研究評議会によってサポートされました。NEとEKの貢献は、ケベックカイロプラティック財団によってサポートされました。MPの貢献はFRQSによってサポートされました。

実験プロトコルは、ケベック大学トロワリビエール大学の動物飼育委員会によって承認され、カナダ動物飼育評議会のガイドラインおよび国際疼痛学会(IASP)の研究および倫理問題委員会のガイドラインに準拠しました。本研究では、6匹の雄のWistarラット(体重:320〜450 g、年齢:18〜22週)を使用しました。動物は商業的な供給源から入手した( 材料表を参照)。これらのラットからのデ...

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	<li>Hartvigsen, 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=What+low+back+pain+is+and+why+we+need+to+pay+attention.">What low back pain is and why we need to pay attention.</a> Lancet. 391 (10137), 2356-2367 (2018).</li><li>Manchikanti, L., Singh, V., Falco, F. J., Benyamin, R. M., Hirsch, J. 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L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+experimental+model+for+chronic+compression+of+dorsal+root+ganglion+produced+by+intervertebral+foramen+stenosis+in+the+rat.">An experimental model for chronic compression of dorsal root ganglion produced by intervertebral foramen stenosis in the rat.</a> Pain. 77 (1), 15-23 (1998).</li><li>Xie, W. 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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=Evaluation+of+dynamic+weight+bearing+for+measuring+nonevoked+inflammatory+hyperalgesia+in+mice.">Evaluation of dynamic weight bearing for measuring nonevoked inflammatory hyperalgesia in mice.</a> Nursing Research. 64 (2), 81-87 (2015).</li><li>Brodkin, 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=Validation+and+implementation+of+a+novel+high-throughput+behavioral+phenotyping+instrument+for+mice.">Validation and implementation of a novel high-throughput behavioral phenotyping instrument for mice.</a> Journal of Neuroscience Methods. 224, 48-57 (2014).</li><li>Paquette, T., Eskandari, N., Leblond, H., Pich&#233;, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+neurovascular+coupling+is+preserved+despite+time+dependent+alterations+of+spinal+cord+blood+flow+responses+in+a+rat+model+of+chronic+back+pain:+implications+for+functional+spinal+cord+imaging.">Spinal neurovascular coupling is preserved despite time dependent alterations of spinal cord blood flow responses in a rat model of chronic back pain: implications for functional spinal cord imaging.</a> Pain. , (2022).</li><li>Tokunaga, R., 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=Attenuation+of+widespread+hypersensitivity+to+noxious+mechanical+stimuli+by+inhibition+of+GABAergic+neurons+of+the+right+amygdala+in+a+rat+model+of+chronic+back+pain.">Attenuation of widespread hypersensitivity to noxious mechanical stimuli by inhibition of GABAergic neurons of the right amygdala in a rat model of chronic back pain.</a> European Journal of Pain. 26 (4), 911-928 (2022).</li><li>Dixon, W. 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重要な手順 BMSテストは、変化が起こると予想されるとき(疼痛モデル)、または薬理学的または非薬理学的介入後に、ある時点で、または数日または数週間にわたって繰り返し、ラットの背中の機械的感受性を評価する簡単な方法です。この方法の重要な問題には、ラットが快適であるがあまり動かないことを保証しなければならない試験ケージが含まれる。動物の背中は、再?...

腰痛(LBP)は、世界中の障害の主な原因であり、個人的、経済的、社会的に劇的な影響を及ぼします1,2,3,4。毎年、人口の約37%がLBP5の影響を受けています。LBPは通常数週間以内に解消しますが、個人の24%〜33%で再発し、症例の5%〜10%で慢性化します2。LBPのメカニズムと影響、およびさまざまな治療介入の効果を理解するために、臨床状態またはLBP6のいくつかの成分を模倣したLBPのいくつかの動物モデルが使用されてきました。これらのマウスおよびラットモデルは、以下のカテゴリーの1つ以上に分類することができる:(1)椎間板形成性LBP7,8、(2)神経根性LBP 8,9,10,11、(3)椎間関節変形性関節症12、および(4)筋肉誘発性LBP 13,14.痛みはヒト以外の種では直接測定できないため、これらのモデルで痛みのような行動を定量化するために多数のテストが開発されています8。これらのテストは、有害な刺激(機械的力15,16,17、熱刺激18,19,20,21,22,23,24,25)によって引き起こされる、または自発的に生成された行動を評価します26,27,28,29。
機械的刺激を使用する方法には、フォンフレイテスト15,16およびランドールセリットテスト17が含まれます。熱刺激を使用する方法には、テールフリックテスト18、ホットプレートテスト19、ハーグリーブステスト20、およびサーマルプローブテスト21が含まれます。低温刺激を使用する方法には、コールドプレート試験22、アセトン蒸発試験23、および冷足底アッセイ24が含まれる。自発的行動のための方法には、しかめっ面スケール26、穴掘り27、体重負荷および歩行分析28、ならびに自動行動分析29が含まれる。これらの多数の利用可能なテストにもかかわらず、それらのどれも腰痛モデルのために特別に設計されていません。
この研究の目的は、ラットの背中の機械的感受性を評価するための簡単でアクセス可能なテストを設定することです。この技術は、主に後足15,16の足底表面に適用されるフォンフライテストに基づいています。フォンフライテストの基本原理は、一連のモノフィラメントを関心領域に使用し、一定の事前に決定された力を提供することです。ラットが侵害行動を示した場合、応答は陽性と見なされます。次に、機械的閾値は、応答を誘発したフィラメントに基づいて計算することができる。本研究では、ラットの背中の機械的感受性を決定するために、フォンフライテストから適応された簡単でアクセス可能な方法が提供されます。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Aerrane (isoflurane, USP) - Veterinary Use Only</td>
			<td>Baxter</td>
			<td>NDC 10019-773-60</td>
			<td>Inhalation Anaesthetic ; DIN 02225875, for inducing anasthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Complete Freund Adjuvant (CFA)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>#77140</td>
			<td>Water-in-oil emulsion of Complete Freund Adjuvant (CFA) with killed cells of Mycobacterium butyricum.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Male Wistar Rats</td>
			<td>Charles River Laboratories</td>
			<td></td>
			<td>body weight: 320&#8211;450 g; age: 18-22 weeks.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penlon Sigma Delta Vaporizer</td>
			<td>Penlon</td>
			<td>990-VI5K-SVEEK</td>
			<td>Penlon Sigma Delta Vaporizer used for anasthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sharpie Permanent Marker</td>
			<td>Sharpie</td>
			<td>BC23636</td>
			<td>Permanent Marker, Fine Point, Black</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Test cage</td>
			<td>Custom-made</td>
			<td></td>
			<td>Width: 20 cm;&#160; Length: 50 cm; Height from the bottom to the top: 40 cm; Height from the bottom mesh to the top of the cage: 7 cm; Wall thickness: 5 mm; Mesh: 1 mm wire with an 8 mm inter-wire distance&#160;&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Von Frey Filaments</td>
			<td>Aesthesio, Precise Tactile Sensory Evaluator</td>
			<td>514000-20C</td>
			<td>Filaments from 0.07 g to 26 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wahl Professional Animal, ARCO Cordless Pet Clipper, Trimmer Grooming&#160;</td>
			<td>Wahl</td>
			<td>Kit #8786-1201</td>
			<td>Animal hair trimmer, for shaving purposes, zero blade&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

back mechanical sensitivity assessment in the rat for mechanistic investigation of chronic back pain

腰痛は世界中の障害の主な原因であり、個人的、経済的、社会的に劇的な結果をもたらします。新規治療法の開発には、トランスレーショナルな観点から新規治療法のメカニズムと有効性を調べるための動物モデルが必要です。現在の調査では、腰痛のいくつかのげっ歯類モデルが使用されています。しかし、驚くべきことに、腰痛モデルの機械的感度を評価するための標準化された行動テストは検証されていませんでした。これは、腰痛と推定される動物が侵害受容刺激に対して局所的な過敏症を示すことを確認し、腰痛を和らげるように設計された介入中の感度を監視するために重要です。この研究の目的は、ラットの背中の機械的感受性を評価するための簡単でアクセス可能なテストを設定することです。この方法のために特別にテストケージが製造されました。長さx幅x高さ:50 x 20 x 7 cm、上部にステンレス鋼メッシュがあります。このテストケージは、背中に機械的刺激を加えることを可能にします。試験を実施するには、動物の背中を関心領域で剃り、必要に応じて異なる日に試験を繰り返すように試験領域にマークを付ける。機械的閾値は、前述のアップダウン法を利用して、傍脊髄筋に適用されるフォンフレイフィラメントによって決定されます。肯定的な反応には、(1)筋肉のけいれん、(2)アーチ(背中の伸展)、(3)首の回転、(4)背中を引っ掻く、または舐める、(5)逃げるなどがあります。この行動テスト(背部機械的感受性(BMS)テスト)は、腰痛の予防と管理のための治療的介入の開発のための腰痛のげっ歯類モデルを用いた機構研究に役立ちます。

この方法は以前の研究で使用され、CFAと対照ラット30の間の機械的感受性を比較するために完全なデータと統計が提示されました。前の研究に含まれる6匹のラットからの代表的な個体データ(左右の閾値の平均)を 図3 および 表1に示す。ベースラインでは、機械的感受性は群間で類似していた。腰部筋肉へのCFAの筋肉内注射は、CFA注射後7日...

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Back Mechanical Sensitivity Assessment in the Rat for Mechanistic Investigation of Chronic Back Pain

腰痛の予防と管理のための新しい治療的介入を開発するためには、動物モデルがトランスレーショナルの観点からこれらの治療法のメカニズムと有効性を調べる必要があります。本プロトコールは、ラットにおける背部機械的感受性を評価するための標準化された方法であるBMS試験を記載する。

慢性腰痛の機構的検討のためのラットの背部機械的感受性評価

Low back pain is the leading cause of disability worldwide, with dramatic personal, economic, and social consequences. To develop novel therapeutics, ...

このプロトコルは、背面の機械的感度をテストするのに役立ちます。慢性腰痛のラットモデルにおける縦断的デザインにとって特に興味深いものであり、有害な刺激に対する背中の感受性を低下させるための介入の有効性を調べることが目標です。この方法はシンプルでアクセスしやすく、訓練を受けた実験者でも再現性のある結果が得られます。これは主に、後足の機械的感度を評価するために一般的に使用されるフォンフライテストに基づいています。他の行動テストに関しては、実験者はフィラメントの適用を標準化する練習をし、機械的刺激によって生成された行動が他の行動と容易に区別されるまで練習する必要があります。それ以外の場合、テストは単純であり、それを使用するのに大きな問題はないはずです。手順を実演するのは、私の研究室の博士課程の学生であるナシム・エスカンダリです。ラットに慢性腰痛を誘発するには、背中の筋肉に完全フロイントアジュバント(CFA)の筋肉内注射を行います。27ゲージの針を使用して、すぐに使用できるCFAの油中水型エマルジョン150マイクロリットルを片側または両側の傍脊髄筋に注入します。針を少なくとも3分間所定の位置に保ちます。次に、長さ33センチメートルのプレキシガラスの脚4本に2つの連続したチャンバーを取り付けることにより、各動物に1つのチャンバーを含む2匹の動物用の試験ケージを作製します。チャンバーの壁には透明なプレキシガラスを使用し、チャンバーを分離するには黒いプレキシガラスを使用して、動物がお互いを見るのを防ぎます。次に、8ミリメートルのワイヤ間距離を持つ1ミリメートルのワイヤで作られたステンレス鋼メッシュを使用して、テストケージの床と天井を作成します。最初の試験の前に、ラットを1日30分間、5〜7日間連続して試験ケージに慣れさせます。イソフルラン麻酔下で腹臥位で、動物の毛髪トリマーを使用して、約10の椎骨レベルにわたって関心のある領域の後ろ髪を剃ります。繰り返し測定する場合は、行動評価なしで3日ごとに後ろ髪を剃り、刺激が常に皮膚に直接適用されるようにします。異なる日にテストを繰り返すときにフィラメントが常に同じ領域に適用されるように、永久マーカーで皮膚にマークを描きます。試験当日、ラットが落ち着くまで、試験前にラットを試験ケージに15〜30分間入れます。次に、フォンフレイフィラメントを背面に垂直に適用し、常に2グラムのフィラメントから始めて、アップ/ダウン法を使用します。背骨から10ミリメートルの関心領域に両側に2秒間フィラメントを適用し、ラットが目を覚まし、その4本の足で立っていて、動かないときに15〜30秒ごとに処理されます。フィラメントを適用しても応答が見られない場合は、シリーズ内でより高い力で次のフィラメントを適用します。背中をアーチ状にする、なめる、筋肉のけいれん、フィラメントから離れる、回転などの肯定的な反応が観察された場合は、シリーズの力が低い次のフィラメントを使用してください。最初の行動変化後に4つの測定値が得られるまで手順を続けます。この研究では、CFAと対照ラットの間の背部機械的感受性を調査しました。ベースラインでは、機械的感受性は群間で類似していた。腰部筋肉へのCFAの筋肉内注射は、7日から28日まで機械的感受性の著しい増加を引き起こした。対照的に、対照ラットは有意な変化を示さなかった。さらに、組織学的検査により、明確な白血球浸潤を伴うCFAを注射した筋肉に慢性炎症性変化が存在することが確認された。生理食塩水の筋肉内注射後の対照ラットからの健康な背筋が基準として示されている。機械的過敏症は、背中の筋肉に加えて、標準的なフォンフレイテストで後足で観察されました。フィラメントが常に背中に垂直に同じ方法で適用されていること、およびフィラメントを適用するときに動物が動いていないことを確認することが非常に重要です。実験者はまた、現代の動きに対する行動反応を区別することに自信を持っているはずです。

Research

JoVE Journal

Behavior

Use of the Operant Orofacial Pain Assessment Device (OPAD) to Measure Changes in Nociceptive Behavior

Use of the Operant Orofacial Pain Assessment Device OPAD to Measure Changes in Nociceptive Behavior

侵害受容性行動の変化を測定するためにオペラント口腔顔面疼痛評価デバイス（OPAD）の使用

We present an operant  system for the detection of pain in awake, conscious rodents. The Orofacial  Pain Assessment Device (OPAD) assesses pain behaviors ...

行動学

A Protocol of Manual Tests to Measure Sensation and Pain in Humans

人間にセンセーションと痛みを測定するために、手動テストのプロトコル

Numerous qualitative and quantitative techniques can be used to test sensory nerves and pain in both research and clinical settings. The current study ...

Novel Object Recognition Test for the Investigation of Learning and Memory in Mice

マウスの記憶・学習の調査のための新規オブジェクト認識テスト

The object recognition test (ORT) is a commonly used behavioral assay for the investigation of various aspects of learning and memory in mice. The ORT is ...

Treating Low Back Pain in Failed Back Surgery Patients with Multicolumn-lead Spinal Cord Stimulation

複数列リード脊髄刺激療法失敗した背中の手術患者の腰痛の治療

Failed back surgery syndrome (FBSS) refers to persistent, chronic pain following spinal surgery. Spinal cord stimulation with dorsal epidural leads can be ...

The Unpredictable Chronic Mild Stress Protocol for Inducing Anhedonia in Mice

マウスで無快感を誘導するため予測不可能な慢性的な軽度ストレス プロトコル

Depression is a highly prevalent and debilitating condition, only partially addressed by current pharmacotherapies. The lack of response to treatment by ...

Multi-Modal Signals for Analyzing Pain Responses to Thermal and Electrical Stimuli

熱および電気刺激に対する痛みの反応を分析するためのマルチ モーダル信号

The assessment of pain relies mostly on methods that require a person to communicate. However, for people with cognitive and verbal impairments, existing ...

Chronic Post-Ischemia Pain Model for Complex Regional Pain Syndrome Type-I in Rats

ラットにおける複雑な局所疼痛症候群タイプIに対する慢性虚血後疼痛モデル

Complex regional pain syndrome type-I (CRPS-I) is a neurological disease that causes severe pain among patients and remains an unresolved medical ...

Assessment of Memory Function in Pilocarpine-induced Epileptic Mice

ピロカルピン誘導てんかんマウスにおける記憶機能の評価

Cognitive impairment is one of the most common comorbidities in temporal lobe epilepsy. To recapitulate epilepsy-associated cognitive decline in an animal ...

Chronic Stress Shifts Effort-Related Choice Behavior in a Y-Maze Barrier Task in Mice

慢性ストレスは、マウスのY迷路バリアタスクにおける努力関連選択行動をシフトさせる

Mood disorders, including major depressive disorder, can be precipitated by chronic stress. The Y-maze barrier task is an effort-related choice test that ...

An Improved Assay and Tools for Measuring Mechanical Nociception in Drosophila Larvae

An Improved Assay and Tools for Measuring Mechanical Nociception in Drosophila Larvae

ショウジョウバエ幼虫における機械的な結知を測定するための改善されたアッセイとツール

Published assays for mechanical nociception in Drosophila have led to variable assessments of behavior. Here, we fabricated, for use with Drosophila ...