慢性缩窄大鼠坐骨神经疼痛过敏测试
March 13th, 2012
由于手术简单和健壮的行为结果，坐骨神经慢性缩窄是神经痛卓越的动物模型之一。手术后24小时内，疼痛过敏建立并可以使用冯弗雷触觉（机械测试）和足底的镇痛米（热试验）的定量测定。
该程序的总体目标是进行慢性收缩、坐骨神经损伤、一种常用的神经性疼痛啮齿动物模型，并定量测量由此产生的疼痛行为。这是通过首先在大腿中部暴露的坐骨神经周围放置四根铬肠结扎线来实现的，以对坐骨神经造成收缩损伤。接下来，通过使用 von fray anthes 定量测量爪子退出到机械刺激的阈值和使用足底镇痛仪定量测量爪子退出到热刺激的延迟，来监测后爪在所需时间点的疼痛行为。
最终可以获得结果，通过测量对机械和热刺激的诱发撤退反应，可以显示受伤后爪存在机械和热痛、超敏反应。这种由 bene 和 Z 首先开发的周围神经损伤方法可以帮助我们回答慢性疼痛领域的关键问题，例如产生神经性疼痛的外周和中枢机制是什么。这项技术的影响延伸到神经性疼痛的治疗，因为该模型为研究减少疼痛超敏反应的新策略提供了基础。
一般来说，刚接触这种方法的人会很挣扎，因为将 cmic 肠道缝合线放在静态神经周围并适当地松紧以造成足够但不过度的神经损伤特别具有挑战性。要开始此程序，请用 70% 乙醇对手术工作台面进行消毒，并准备先前已高压灭菌的无菌器械纱布订书钉和拭子。接下来，在诱导室中使用 5% ISO 氟麻醉大鼠。
在手术过程中通过定制的面罩向其输送 2% ISO 氟。之后，剃掉大鼠的左后腿，然后将动物放在 37 摄氏度的温控加热垫上。将润滑眼药膏涂抹在眼睛上。
然后准备铬肠缝合线，将其切成约 3 厘米的小块，浸入无菌盐水中。接下来，用酒精和碘溶液的三种交替应用对剃光区域进行消毒。让动物躺在胸部，抬高它的左后腿，并使用脚上的遮蔽胶带将股骨与脊柱成 90 度角。
然后在股骨下方约 3 到 4 毫米的皮肤上切开。通过切开结缔组织，将皮肤与切口周围的肌肉分开。用一把钝剪刀剪断臀浅肌和肱二头肌之间的结缔组织。
接下来，使用牵开器加宽两块肌肉之间的间隙，以便清晰地看到坐骨神经，然后使用镊子和微型剪刀轻轻地从周围结缔组织中释放大约 10 毫米的坐骨神经。将每根结扎线的第一条结扎线系在坐骨神经的三分叉处。从一个松散的循环开始。
然后抓住靠近环的两端并拉动，直到环勉强紧贴并且结扎线不会沿着神经滑动。然后将环保持在适当的位置，并在第一个环的顶部放置第二个环以完成打结。接下来，将结扎线的松散末端剪成圆形 1 毫米的神经收缩应该是最小的。
对其余三个连字重复步骤，将每个额外的连字比前一个连字更近一毫米。此外，在手术结束时，在最小收缩的情况下，使用缝合线闭合肌肉层，并使用钉子固定皮肤。接下来，使用碘溶液对伤口进行消毒。
在麻醉恢复期间密切观察动物，并让它在带有扁平纸垫的单独笼子中恢复。在开始实验之前。每天处理动物几天。
然后在进行行为测试之前，让老鼠在围栏里适应。测试环境应保持安静并控制良好，并保持恒定的温度和湿度水平，并且每次测试应在一天中的相似时间进行。为了研究测试当天的机械撤离阈值，请在实验前 15 至 30 分钟使用动态足底 von fray 将触摸刺激器单元与细丝直接置于后爪的中种植器表面下方，然后按开始键。
这会抬起细丝，以越来越大的力机械地刺激后爪的花盆表面。接下来，记录受伤和未受伤后爪的机械退出阈值。该设备自动记录并显示撤药反应时的最大值。
以平衡顺序重复机械刺激 3 次，在刺激测试和未受伤的后爪之间间隔约 5 分钟，然后计算爪子退出阈值的平均值。为了研究测试当天的热撤退潜伏期，请将大鼠放入玻璃地板中。在实验前 15 至 30 分钟使用热播种机镇痛仪测试笼子，将红外光源直接放置在后爪中部种植器表面下方，然后按开始键。
这使得后爪的花盆表面通过透明玻璃表面暴露在一束辐射热中。然后记录受伤和未受伤后爪的撤退潜伏期。该设备自动记录从热刺激开始到爪子从热源中抽离所花费的时间。
重复热刺激至少 3 次，刺激间隔约 5 分钟，以平衡顺序测试受伤和未受伤的后爪，然后计算爪子撤回的平均值这里的潜伏期显示了坐骨神经慢性收缩之前和之后 12 天受伤和未受伤的爪子的机械退出阈值。与未受伤的对侧后爪相比，受伤的同侧后爪对机械刺激的爪撤阈值显着降低。这里显示的是坐骨神经慢性收缩前和之后 12 天内受伤和未受伤的爪子的热撤退潜伏期。
同样，与未受伤的对侧后爪相比，受伤的同侧后爪的热撤退潜伏期显着降低。一旦掌握了 CCI，每只动物只需 20 分钟就可以正确地进行手术，从而导致后爪的长期疼痛超敏反应。在尝试此程序时，重要的是要记住松散地系结结扎，因为这是水肿后结扎在结扎带下方的自我勒死，这会导致其发展后收缩。
这种周围神经损伤技术结合疼痛超敏反应 P 波测试，为神经性疼痛领域的研究人员探索神经损伤引起的慢性疼痛的机制。
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概述
本文详述了坐骨神经慢性扎压损伤，这是一种广泛用于研究神经病理性疼痛的啮齿动物模型。该程序允许对机械和热刺激反应进行疼痛行为的定量测量。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 行为分析
- 慢性疼痛研究
背景
- 坐骨神经的慢性扎压是神经病理性疼痛的一个突出模型。
- 该模型的特点是在手术后24小时内建立疼痛超敏感性。
- 测量技术包括von Frey和足底止痛测试。
- 该模型有助于理解神经病理性疼痛的机制。
研究目的
- 在啮齿动物中对坐骨神经进行慢性扎压损伤。
- 定量评估因损伤引起的疼痛行为。
- 探索神经病理性疼痛的外周和中枢机制。
使用的方法
- 在坐骨神经周围放置四个慢性肠线结扎。
- 在指定时间点监测后爪的疼痛行为。
- 使用von Frey测痛仪测量爪对机械刺激的退缩阈值。
- 使用足底止痛仪测量爪对热刺激的退缩潜伏期。
主要结果
- 在受伤的后爪建立机械和热痛超敏感性。
- 定量数据显示对刺激的诱发退缩反应。
- 对神经病理性疼痛机制的洞察。
- 为探索新的疼痛管理治疗策略奠定基础。
结论
- 慢性扎压损伤模型对研究神经病理性疼痛有效。
- 结果可以为减少疼痛超敏感性的潜在治疗方法提供信息。
- 该模型为进一步研究慢性疼痛机制提供了基础。
常见问题
Executive Industry Relevance
The chronic constriction injury (CCI) model enables mechanistic de-risking of neuropathic pain targets by establishing reproducible pain hypersensitivity phenotypes. Quantitative measurement of mechanical and thermal withdrawal thresholds provides predictive confidence for target validation in analgesic discovery. This disease-relevant system supports translational biomarker alignment and preclinical model continuity for go/no-go decisions in pain therapeutics pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates therapeutic hypotheses by establishing causal links between sciatic nerve injury and pain hypersensitivity phenotypes.
- Operational Value: Enables biological de-risking through standardized induction of neuropathic pain states in rodents.
- Predictive Value: Supports portfolio triage by quantifying target engagement via reversal of hypersensitivity in injured versus uninjured paws.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Prepares validated biological systems for compound evaluation using von Frey and plantar analgesia metrics.
- Quantitative Outputs: Delivers reproducible withdrawal threshold and latency measurements for dose-response characterization.
- Screening Scalability: Facilitates platform reuse through counterbalanced testing of injured and uninjured hind paws across time points.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Models peripheral neuropathic pain mechanisms aligned with human chronic pain symptomatology.
- Translational Continuity: Connects discovery-phase target validation to preclinical efficacy testing via hypersensitivity endpoints.
- Risk-Adjusted Advancement: Informs go/no-go decisions by demonstrating target-mediated attenuation of mechanical and thermal pain responses.
Pipeline & Workflow Integration
The CCI model integrates into the discovery continuum from target hypothesis testing through lead identification to preclinical validation, enabling iterative refinement of analgesic candidates based on pain phenotype modulation.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing by linking peripheral nerve injury to quantifiable hypersensitivity phenotypes.
- Screening: Ensures assay readiness through standardized mechanical and thermal stimulus application protocols.
- Analytics: Provides withdrawal threshold and latency readouts that enable inter-group comparison and effect size calculation.
- Translational Research: Connects mechanism elucidation to preclinical validation through consistent pain hypersensitivity metrics.
- Enterprise Reuse: Functions as a reusable platform for evaluating multiple analgesic targets across discovery campaigns.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Delivers predictive confidence in target validation by reducing mechanistic ambiguity in neuropathic pain pathways.
- Operational Value: Ensures standardization and reproducibility through defined ligation parameters and blinded testing procedures.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by enabling early de-risking of targets unlikely to modulate hypersensitivity.
- Portfolio Impact: Facilitates risk-adjusted prioritization by quantifying target effects on established pain phenotypes.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent microsurgery and behavioral neuroscience for consistent nerve ligation and habituation.
- Dependent on calibrated von Frey aesthesiometers and plantar analgesia meters for accurate threshold and latency measurements.
- Necessitates cross-team standardization of surgery timing, testing environment controls, and counterbalanced paw assessment.
- Involves adaptation considerations when translating rat CCI protocols to other species or pain models.
- Includes practical limitations such as variability in ligation tightness affecting injury severity and hypersensitivity magnitude.
