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方法文章

坐骨神经慢性缩窄性损伤及大鼠疼痛过敏检测

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DOI:

10.3791/3393

2012年3月13日

本文内容

摘要

由于手术操作简便且行为学结果稳定,坐骨神经慢性压迫是神经病理性疼痛的主要动物模型之一。术后24小时内即可形成疼痛过敏状态,并可使用冯·弗赖麻醉计(机械测试)和足底镇痛仪(热测试)进行定量测量。

摘要

慢性神经病理性疼痛由中枢或周围神经系统损伤引起,是一种常见且致残的疾病,影响着7%-18%的人群1,2。其症状包括自发性疼痛(如针刺感、灼烧感、电击样疼痛)、感觉异常、感觉迟钝、异常性疼痛(由通常不会引起疼痛的刺激引发的疼痛)以及痛觉过敏(对疼痛刺激的反应增强)。这些感觉症状常伴随行为功能障碍,例如失眠和抑郁。为研究慢性神经病理性疼痛,已开发出多种模拟周围神经损伤的动物模型,其中应用最广泛的是Bennett和Xie(1988年)提出的单侧坐骨神经慢性压迫损伤(CCI)模型3图1)。本文介绍了一种实施CCI手术及检测疼痛过敏反应的方法。

在麻醉状态下进行坐骨神经慢性缩窄性损伤(CCI)模型手术,通过皮肤切口暴露一侧的坐骨神经,并切开臀浅肌与股二头肌之间的结缔组织。在坐骨神经上以1 mm的间隔松松结扎四道铬制肠线,结扎程度以刚好压迫但不完全阻断神经外膜血流为宜。随后用缝线缝合肌肉层,皮肤则用缝钉闭合。术后让动物恢复24小时,然后开始进行疼痛过敏反应的检测。

进行行为学测试时,将大鼠放入测试装置中,使其适应测试程序。测试区域为后肢足底中部表面(图2),该区域位于坐骨神经支配范围内。通过使用电子动态足底 von Frey 痛觉测定仪或手动 von Frey 纤维丝对损伤和未损伤的后肢进行机械刺激,评估机械缩足阈值4。机械缩足阈值是指引发缩足反应的最大施加压力(单位为克)。对于热缩足潜伏期的测量,采用 Hargreaves et al(1988)首次描述的方法,使用足底镇痛仪通过透明玻璃表面将辐射热光束照射至后肢足底5,6。热刺激引发的缩足潜伏期定义为损伤侧与未损伤侧后肢发生缩足反应所需的时间。在坐骨神经慢性压迫损伤(CCI)后,与基线值及未损伤侧后肢相比,损伤侧后肢的机械缩足阈值和热缩足潜伏期均显著降低(图3)。外周神经损伤的 CCI 模型结合疼痛超敏反应测试,为研究潜在治疗药物对慢性神经病理性疼痛的干预效果提供了一个模型系统。在本实验室中,我们结合 CCI 模型与后肢对热和机械刺激的敏感性,研究神经-免疫相互作用在神经病理性疼痛发生机制及治疗中的作用。

方案

1. 坐骨神经慢性缩窄

手术过程中应采用无菌技术。使用70%乙醇对手术工作台面进行消毒,并提前通过高压灭菌准备无菌器械(如精细剪刀、镊子和牵开器)、纱布、缝合钉和棉拭子。对于多台手术,在大鼠之间需使用70%乙醇或干珠灭菌器对器械进行清洁和重新灭菌。操作者应佩戴外科口罩、头帽和无菌手套。

为进行神经结扎,将铬制肠线剪成约3 cm长的小段,并浸泡于无菌生理盐水中以防止干燥。用于关闭切口时,使用市售的无菌丝线缝合线。

  1. 在诱导室中使用5%异氟烷与O₂混合气体对大鼠进行麻醉2,然后输送含2%异氟烷的O₂2 通过定制的面罩给药,并在操作过程中监测麻醉动物的状态。常用的替代麻醉剂包括吸入式氟烷或腹腔注射的戊巴比妥钠。应避免使用氯胺酮,因为其作为N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体拮抗剂,可能干扰神经病理性疼痛相关机制的研究。
  2. 剃除大鼠左后肢的毛发,然后将动物置于恒温加热垫上 37°C 并在眼睛上涂抹润滑性眼用软膏。
  3. 用70%异丙醇和碘溶液交替擦拭剃毛区域三次以进行消毒。
  4. 大鼠俯卧时,抬起其左后肢,固定于股骨位置 90° 用美纹纸胶带将足部固定于脊柱。
  5. 在股骨下方3-4 mm处平行于股骨做皮肤切口,并通过切开结缔组织将切口周围皮肤与肌肉分离。
  6. 使用钝头剪刀剪开臀浅肌与股....

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讨论

坐骨神经慢性压迫损伤(CCI)是一种广泛使用的慢性神经病理性疼痛的外周神经损伤模型。该模型操作相对简单,且在损伤后至少一个月内可产生显著而稳定的疼痛过敏反应。CCI术后,大鼠会出现患侧后足异常姿势(脚趾并拢、跖屈及足外翻),并频繁出现患侧后足抖动、保护性姿态及舔舐行为,提示存在自发性疼痛9。除了感觉功能障碍外,一些研究者发现CCI还会引发行为功能障碍,例如社交互动受损、睡眠障碍、类似抑郁和焦虑的行为表现10-13,然而也有研究未能观察到类似的行为异常14,15。因此,CCI模型常被用于研究神经病理性疼痛的发病机制以及潜在治疗药物的评估。

我们描述了左侧坐骨神经的单侧结扎,但需要注意的是,许多研究者已在右侧坐骨神经上实施坐骨神经慢性压迫损伤(CCI),并获得了相似的疼痛和行为学结果。由于惯用手的影响,部分研究者可能发现对某一侧进行手术操作更为方便,而另一些研究者则在实验中交替使用左右侧,以排除可能存在的偏倚。值得注意的是,已有多种对原始操作方法的改良被报道,包括仅使用两条结扎线环绕神经16,17,.......

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披露

动物实验已获得澳大利亚新南威尔士大学动物护理与伦理委员会的批准,并遵循国际疼痛研究协会发布的指南。

致谢

作者谨此致谢 Bennett 和 Xie(1988 年)对 CCI 模型的最初描述。

本工作部分得到了澳大利亚国家卫生与医学研究委员会(项目编号 #568637)和新南威尔士州科学与医学研究办公室对GMT的资助。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
铬制肠线Ethicon Inc.G-2114-0 规格
异氟烷Delvet Pty. Ltd., Seven Hills, NSWn/a
美外丝线Ethicon Inc.W-5805-0 规格
自动夹BD Biosciences4276319 mm 不锈钢
瑞碘OrionR1000802F1% w/v 碘溶液
热板镇痛测试仪Ugo Basile37370
动态足底感觉计Ugo Basile37400

参考文献

  1. Bouhassira, D., Lanteri-Minet, M., Attal, N., Laurent, B., Touboul, C. Prevalence of chronic pain with neuropathic characteristics in the general population. Pain. 136, 380-387 (2008).
  2. Toth, C., Lander, J., Wiebe, S. The prevalence and impact of ....

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Von Frey