Оценка гипералгезии коленного сустава у мышей с помощью измерения приложения давления
13 июня 2025 г.
В протоколе описано, как измерить гипералгезию коленного сустава у мышей. Мы показываем примеры на мышиных моделях острой боли в колене, а также на моделях остеоартрита (ОА).
Мы разработали трансляционно релевантные анализы боли у мышей с прогрессирующим экспериментальным остеоартритом колена, чтобы лучше понять механизмы, лежащие в основе боли в суставах. У человека с остеоартритом также понижены пороги давления боли. Метод является надёжным и воспроизводимым, а также предлагает среднепроизводительный подход для проверки потенциальных аналогических эффектов системно или внутрисуставно вводимых новых соединений.
Меня интересует изучение тревожности, связанной с прогрессирующим экспериментальным ОА. Мы разрабатываем анализы для изучения связи тревожности с болью при ОА и для изучения основных механизмов. Для начала подключите кабель от PAM-устройства к компьютеру. Подключите второй кабель от устройства к силовому преобразователю.
Теперь включите компьютер и запустите программу PAM. Установите максимальное давление в программе на 450 грамм. Далее оставьте мышей в тестовой комнате на 15–30 минут, пока они не привыкнут и не успокоятся.
Убедитесь, что мышь спокойна и неподвижна, когда связана. Если нет, верните её в клетку и отложите тестирование на несколько дней. Держите мышь в левой руке, удерживая заднюю часть и крепко удерживая хвост четвёртым и пятым пальцами.
Проведите указательный палец правой руки через завязку преобразователя и вставьте палец с преобразователем в прозрачный пластиковый пакет. Теперь правым большим и средним пальцами держите правую ногу. Аккуратно прижали лапу к тенару левой руки средним пальцем.
Убедитесь, что колено расположено примерно под углом сгибания 90 градусов в начале теста. Далее коснитесь латеральной стороны колена большим пальцем правой руки и медиальной стороны датчика указательным пальцем. Медленно прижимайте колено, затем увеличивайте силу со скоростью 30 грамм в секунду.
Продолжайте постоянно увеличивать давление до достижения 450 грамм в секунду или до тех пор, пока мышь не проявит болевание, такое как вокализация, подёргивания мышц, извивание тела или движение усов. Когда достигнут порог, втяните палец с помощью трансдюсера. Запишите давление, отображаемое на экране.
Внутрисуставная инъекция Pam3CSK4 мышам привела к гипералгезии колена в зависимости от дозы, достигая пика через четыре часа после инъекции и возвращавшейся к исходному состоянию через 24 часа. Внутрисуставная инъекция лидокаина в четырёхчасовой пиковой зоне обратила гипералгезию колена, вызванную Pam3CSK4, в течение 30 минут. Операция ДММ вызвала выраженную гипералгезию колена через две недели после операции, и она медленно восстанавливалась до 16-й недели.
У мышей, оперируемых имитацией, также развилась выраженная гипералгезия колена после операции, но гипералгезия колена восстанавливалась быстрее. Внутрисуставная инъекция лидокаина через четыре недели после операции на ДММ привела к немедленному обращению гипералгезии колена в течение 30 минут с уменьшением эффекта на четыре часа.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании представлен протокол измерения гипералгезии коленного сустава на моделях мышей, с особым акцентом на острой боли в колене и остеоартрите (ОА). Разработанные методы позволяют глубже понять механизмы возникновения суставной боли и проводить тестирование новых соединений.
Основные компоненты исследования
Область исследования
- Методы оценки боли на моделях мышей
- Механизмы суставной боли
- Исследования остеоартрита
Теоретические основы
- Понимание болевых порогов при остеоартрите
- Корреляция между болью при ОА и тревожностью
- Важность надежных и воспроизводимых методов в доклинических исследованиях
Используемые методы
- Измерение гипералгезии in vivo
- Мышиные модели острой боли в коленном суставе и остеоартрита
- Приложение давления с использованием датчика силы
Основные результаты
- Продемонстрировано тестирование порога болевой чувствительности с использованием возрастающего давления
- Внутрисуставные инъекции вызвали дозозависимую гипералгезию коленного сустава
- Отмечены характерные паттерны восстановления у оперированных мышей
Выводы
- Устанавливает надежный протокол для оценки коленного болевого синдрома у мышей
- Вносит вклад в доклинические исследования остеоартрита и методов управления болью
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Количественная оценка гипералгезии коленного сустава у мышей с помощью измерения прикладываемого давления (PAM) позволяет проводить надежный анализ периферической сенсибилизации и болевого поведения в доклинических моделях артрита. Этот стандартизированный анализ повышает прогностическую достоверность исследований механизмов боли и тестирования фармакологических вмешательств, что напрямую способствует поиску новых анальгетиков на ранних стадиях и валидации мишеней. Воспроизводимость и чувствительность метода к действию препаратов делают его важнейшим инструментом для отбора перспективных соединений и обеспечения трансляционной согласованности в исследованиях боли и остеоартрита.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Позволяет исследовать пути передачи болевых сигналов и механизмы периферической сенситизации на моделях, имеющих значение для конкретных заболеваний.
- Обеспечивает функциональную валидацию мишеней путем количественного определения поведенческих болевых порогов в ответ на воздействие фармакологических агентов.
- Способствует снижению механистических рисков для новых мишеней анальгетиков за счет получения стандартизированных и воспроизводимых результатов.
Скрининг и разработка методов анализа
- Предлагает валидированный анализ со средней пропускной способностью для оценки эффективности соединений в модуляции гипералгезии коленного сустава.
- Обеспечивает количественные, воспроизводимые измерения болевого порога, подходящие для рабочих процессов скрининга.
- Способствует стандартизации анализа и сопоставимости результатов различных исследований по конечным точкам, связанным с болевым синдромом.
Трансляционные и доклинические исследования
- Согласует доклиническую оценку боли с клинически значимыми поведенческими результатами, наблюдаемыми у пациентов с остеоартритом.
- Обеспечивает непрерывность процесса от этапа поиска до доклинической валидации путем моделирования как острых, так и хронических болевых состояний.
- Поддерживает принятие решений о продвижении кандидатов в анальгетики с учетом рисков на основе трансляционно значимых конечных точек.
Интеграция конвейера и рабочих процессов
Метод оценки гипералгезии коленного сустава на основе PAM интегрируется в континуум от поиска до доклинических исследований, обеспечивая поддержку как ранних механистических исследований, так и последующей оценки соединений.
- Открывающая биология: Количественная оценка поведенческих реакций, связанных с болью, для проверки гипотез о периферической сенсибилизации и механизмах анальгезии.
- Скрининг: Обеспечение стандартизированных количественных данных для оценки эффективности соединений в моделях боли.
- Аналитика: Возможность статистического сравнения порогов болевой чувствительности в различных экспериментальных группах и при различных вмешательствах.
- Трансляционные исследования: Сопоставление доклинических результатов с клиническими конечными точками боли, что повышает прогностическую значимость для исследований на людях.
- Корпоративное повторное использование: Предоставление многократно используемой масштабируемой платформы анализа для различных программ исследований боли и артрита.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает прогностическую достоверность и снижает механистическую неопределенность при валидации мишеней боли.
- Операционная ценность: Обеспечивает стандартизированную, воспроизводимую и масштабируемую оценку боли для сопоставимости данных между различными исследованиями.
- Стратегическая ценность: Оптимизирует принятие решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и повышает эффективность использования капитала за счет предоставления надежных доклинических конечных точек.
- Влияние на портфель: Способствует приоритизации с учетом рисков и продвижению кандидатов в анальгетики и противовоспалительные препараты.
Особенности реализации
- Требуются технические навыки обращения с грызунами и проведения поведенческой оценки боли.
- Необходимы откалиброванные приборы PAM и совместимое программное обеспечение для сбора данных.
- Для обеспечения воспроизводимости требуются тщательное обучение экспериментаторов и стандартизация методов внутри группы.
- Метод применим как к моделям острой, так и хронической боли, но может потребовать оптимизации протокола для различных патологических состояний.
- К потенциальным ограничениям относятся акклиматизация животных и поведенческая вариабельность, что требует тщательного экспериментального контроля.
