如何在临床前研究中最好地评估疼痛相关行为
大多数人都能告诉你他们很痛苦。然而,在临床前研究中评估啮齿动物的疼痛敏感性是一个挑战。步态分析是解决这个问题的一种很好的方法,但是哪种系统效果最好呢?
慢性疼痛是全球残疾的主要原因之一。腰痛、颈痛和偏头痛对社会的大部分人来说是一个特别大的负担。止痛剂和疗法的研究依赖于良好的模型和准确的评估。
来自北京大学和首都医科大学(北京,中国)的研究人员一直在研究疼痛。无论是在临床还是在临床前研究中,测量疼痛敏感性和疼痛相关行为都是一个挑战。
传统的疼痛参数
用于评估啮齿动物疼痛敏感性和疼痛相关行为的常用方法包括点状异位痛(Von Frey试验)和动态(刷)异位痛。
动态异位痛时,用画笔轻轻抚摸啮齿动物的爪子。健康的动物通常不会有反应,而受伤的动物则更有可能迅速而持续地抬起爪子。
在点状异位痛的情况下,用Von Frey纤维探测啮齿动物的爪子,并测量爪子缩回阈值。对于每个连续的探头,使用更厚(即更硬)的纤维,增加刺激的效果。在神经损伤或炎症后,被试对这种刺激会更加敏感。
疼痛程度与步态参数的关系
虽然得到了很好的验证,但这些测量方法对动物的疼痛行为提供了有限的了解。在他们的研究中,Xu和同事们发现步态分析可以比传统的评估更好,并决定将疼痛敏感性(他们从Von Frey试验中选择了结果)与步态分析结果进行比较。
疼痛模型和药物治疗
研究人员为他们的研究选择了两个啮齿动物的疼痛模型。SNI大鼠作为慢性神经性疼痛模型,CFA大鼠作为炎症性疼痛模型。分别在药物治疗前后(普瑞巴林和曲马多)进行检测。
步态分析方法的比较
在步态分析中,可以区分基于动物自主运动的方法,比如走猫步XT以及基于跑步机上强迫运动的系统,如DigiGait(另见这篇博客关于步态分析中速度的问题)。
使用这两种仪器,测量了协调数据(摆动持续时间和占空比)和打印面积。此外,由于DigiGait不提供该读数,因此仅用CatWalk XT测量打印强度。将这些结果与冯·弗雷的测试结果进行比较,研究人员希望看到这些步态参数是否与疼痛敏感性有关,以及是否与药物引起的变化有关。
疼痛敏感性反映在步态参数中
乍一看,这两个系统的协调数据与冯弗雷点状异位痛测试的结果确实相关。打印面积与打印强度无相关性。
打印区域的计算
两个系统计算的打印面积不同。DigiGait使用腹侧方向的直接记录来计算“投影面积”(而不仅仅是爪地接触的实际面积),而CatWalk XT则使用压力面积来定义打印面积。此外,CatWalk XT提供了一个步进周期中接触区域的平均强度作为参数。为了消除数据中可能存在的偏差(例如,由于重量),作者比较了受伤的爪子和未受伤的爪子。
仔细观察数据
由于没有发现打印面积/强度与动物的疼痛敏感性之间的相关性,研究人员决定分别观察两只后爪的数据。在此过程中,CatWalk XT数据显示,由于药物的使用,打印区域增加了。
比较系统
虽然原则上两种系统都提供了能够反映大鼠疼痛敏感性的协调数据,但CatWalk XT优于本研究中使用的跑步机系统,特别是在CFA炎症模型中。这是由于额外的强度数据,但也因为照明脚印™技术允许深入的2D和3D成像的脚印。例如,2D成像显示,脚印持续时间更长,随着时间的推移,压力也会越来越大。在跑步机系统中,这种行为既不可见也不可能(因为动物必须以固定的速度行走)。
参考文献
徐,y;田,N.X.;巴姨,徐瑞秋;问:陈;太阳,X.-H。;王,y(2019)。疼痛和止痛剂的步态评估:DigiGait™和CatWalk™步态成像系统的比较神经科学通报, doi: 10.1007 / s12264 - 018 - 00331 - y
有关CatWalk XT步态分析的更多信息,请访问www.leeacoustics.com/catwalk,或了解更多步态分析.
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