痛覚アッセイ
痛みを測定するテスト

痛覚アッセイ（痛覚受容アッセイまたは痛覚受容アッセイ）は、動物（通常はげっ歯類）が痛覚受容体の刺激によって引き起こされる痛覚などの有害刺激を感知する能力を評価するものです。これらのアッセイは、逃避、舐める、動かない、発声などの行動を通して、痛みの存在を測定します。痛みの感覚は単一の概念ではないため、研究者はどの痛覚アッセイを用いるべきかを意識する必要があります。

ホルマリン

ホルマリンアッセイは、最も一般的な痛覚の化学アッセイである。このアッセイでは、げっ歯類の後肢の表面にホルマリンの希釈溶液を注射し、続いて、患部の後肢のひるむ、舐める、噛むなどの定型的な行動を評価する。[ 1]行動は約1時間持続し、初期または急性期（注射直後）は痛覚受容体の直接活性化を反映し、後期または強直期（注射後15～20分）は炎症を反映している。[1]通常、ホルマリンアッセイはラットに用いられるが、ホルマリン濃度および評価法は、マウスに合わせて変更することができる。[2]ホルマリンアッセイが他の炎症性疼痛モデルに比べて優れている点の1つは、反応の持続時間が限られていること（約1時間）である。[2]さらに、前述のように、このアッセイは2つの異なる段階で反応を生成するため、研究者は単一の有害化学物質を使用して急性疼痛と持続性疼痛の両方をモデル化することができます。

身もだえ

身悶え試験では、試験化合物の末梢痛覚活性を、酢酸の腹腔内注射によって誘発される腹部の身悶えの回数によって決定する。[3] [4]

フォン・フレイ

マクシミリアン・フォン・フレイによって導入され、ワインスタインによって改良されたフォン・フレイ試験では、フォン・フレイ毛または繊維（長さ約50 mmで直径が異なるナイロン棒の小片）を使用して、げっ歯類の機械的刺激に対する感受性を試験する。[1]このプロセスが本当に有害と見なされるのか、単に迷惑と見なされるのか不明であるため、この試験は機械的痛覚または単に機械的感受性の試験である。この試験では、動物は高いメッシュプラットフォームに立たされ、フォン・フレイ毛がメッシュを通して挿入され、動物の後足を突く。[2]動物の正常な反応には、足を引っ込める、舐める、振る、および場合によっては発声が含まれるが、これらは実験内の変動に依存する可能性がある。たとえば、後足の足根表面は、通常、背側表面と比較して引っ込め閾値が低く、繊維の正確な力はその太さによって決まる。[2]また、閾値は通常、連続テスト中に最初は減少しますが、約3セッション後には安定することにも留意する必要があります。アップダウン分析やブルーストン分析などのアルゴリズムは、テストを範囲の最も動的な部分に集中させるのに利用可能であり、その後の曲線フィッティングとパラメータ推定も同様に標準化できます。[5]また、最近、単一のプローブの力を徐々に増加させることで研究者が離脱反応の発生を観察できる自動化されたフォン・フレイシステムが発見されました。

熱分析

急性熱刺激に対する感受性は、生体疼痛研究において最も一般的に用いられる検査である。[2]有害な熱刺激によって誘発される行動反射は、疼痛感受性および様々な鎮痛剤によるその軽減を比較的良好に予測する指標である。熱刺激アッセイの大きな限界の一つは、ヒトの疼痛モデルとして動物を用いた場合の結果の特異性と妥当性にある。[2]マウスにおける侵害受容性求心性神経の機能メカニズムについてはほとんど解明されていないため、これらの動物で観察される疼痛反応をヒトに適用できるかどうかは疑問である。[2]

尾の撤退

疼痛感受性試験では、尾引き試験の2つのバージョンが一般的に用いられています。[2]古典的な放射熱試験では、熱源を尾の小さな領域に当て、尾を熱源から引き離すまでの潜時を測定します。尾浸漬試験では、液体の入った容器を痛覚温度（通常は50～55℃、または0℃以下）まで加熱または冷却します。次に、被験動物の尾を液体に浸し、液体から尾を引き離すまでの潜時を測定します。

尾引き試験を行う際には、有害刺激を誘導するために正確な位置調整が必要となるため、被験動物をかなり高度に拘束する必要があります。拘束は通常、被験動物を小さなプレキシガラス製の管や布/段ボール製のポケットに入れることで行われ、被験動物はこれらのポケットに慣れるか、自発的にポケットに入ることができます。[2]

尾引き試験がホットプレート試験やハーグリーブス試験といった他の温熱痛覚検査法に比べて優れている主な点は、繰り返し観察しても結果が比較的安定していることです。他の検査法による疼痛反射潜時の観察結果は、尾引き試験で得られる結果よりも、被験者間および被験者内において、通常、はるかに変動が大きくなります。

ホットプレート

ラットで実施したホットプレートアッセイの例

磁器や金属などの熱伝導性表面を、動物に痛覚反応を誘発する温度（通常50～56℃）まで加熱する。 [2]次に、動物を表面上に置き、障害物によってプラットフォームから離れないようにする。疼痛反射行動までの潜時を測定する。[1]この試験の難点の一つは、繰り返し試験に適さないことである。過去にホットプレート試験を受けた動物は、行動耐性現象を示し、潜時の短縮と鎮痛剤に対する感受性の低下を特徴とする。[1]ホットプレート試験のもう一つの難点は、行動的疼痛反応を構成するものを特定することである。足を上げる／舐める、発声、シリンダーから出ようとするなどである。[2]また、各部位の温度は、曝露面積と動物の運動の有無によって変化するため、制御された方法で熱刺激を与えることは困難である。[2]

尻尾を振る

テールフリックアッセイの従来のセットアップの例

テールフリックアッセイまたはテールフリックテストでは、齧歯類の尾に高強度の光線を照射して痛覚を検出する。[1]通常の齧歯類では、光線によって引き起こされる有害な熱感覚により、屈筋引っ込め反射を介して尾の典型的な運動が引き起こされる。[2]研究者は通常、反射が誘発されるまでの時間を測定するが、この時間は齧歯類の性別、年齢、体重によって影響を受ける。[1]テールフリックアッセイで最も重要なパラメータは光線の強度である。刺激による潜時が3～4秒を超えると、結果のばらつきが大きくなる。[6]考慮すべきもう1つの重要な要素は、拘束の程度である。齧歯類を強く拘束しすぎると、ストレスレベルが高まり、テールフリックの潜時が長くなる可能性がある。[6]

ハーグリーブス

ハーグリーブス試験では、尾ではなく後肢に高強度光線を照射して痛みを誘発し、動物が後肢を引っ込めるまでの時間を測定します。[1]テールフリック試験とは異なり、げっ歯類は多くの場合拘束されずに、放射熱源が後肢に集中します。ハーグリーブス試験のカットオフ潜時は通常10秒に設定されています。[7]この試験がテールフリック試験よりも優れている主な点は、体の両側における治療効果を独立して評価できることです。[2]

アプリケーション

痛覚アッセイの最も一般的な用途の一つは、新しい鎮痛薬や類似の薬物の有効性を試験することです。男性と女性、若者と高齢者など、様々な集団における薬物の効果の違いを測定する比較試験を行うことができます。これらの試験では、被験者が非典型的な痛覚試験反応を示した場合、特定の有害な疾患や異常を特定することもできます。さらに、痛覚試験は、痛覚そのものの遺伝率を試験するためにも使用できます。[8]また、痛覚アッセイは「痛み」の経路の生理機能を評価するためにも使用できます。カプサイシン受容体が痛みの経路で果たす役割は、受容体を有するマウスと有さないマウスの痛覚アッセイの結果を比較することによって測定されています。[9]さらに、これらのアッセイは、対照群の被験者が正常な痛覚反応を示すことを確認するための他の試験にも有用です。

参照

参考文献

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