常見(jiàn)SD大鼠神經(jīng)病理性疼痛模型研究

文曉娟+張博聞+吳智兵

摘 要：本文旨在總結(jié)常見(jiàn)SD大鼠神經(jīng)病理性疼痛模型優(yōu)缺點(diǎn)，為NP研究者提供模型選擇參考。目前主流NP模型主要可分CCI、SNI、SNL、CCD模型四大類(lèi)。四大類(lèi)根據(jù)不同疾病的研究需要分不同小類(lèi)，具體文中細(xì)述。

關(guān)鍵詞：NP；CCI；SNI；SNL；CCD

中圖分類(lèi)號(hào)：R-332 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.01.018

文章編號(hào)：1006-1959（2018）01-0049-03

Study on the Neuropathic Pain Model of Common SD Rats

WEN Xiao-juan，ZHANG Bo-wen，WU Zhi-bing

（The First Clinical College of Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine，Guangzhou 510405，Guangdong，China）

Abstract：This article aims to summarize the advantages and disadvantages of the common neuropathic pain model of SD rats and to provide a reference for NP researchers to choose the model.The current mainstream NP model can be divided into CCI，SNI，SNL，CCD model four categories.Four major categories according to different diseases need to be divided into different sub-categories，specific details of the article.

Key words：NP；CCI；SNI；SNL；CCD

2011年國(guó)際疼痛研究學(xué)會(huì)對(duì)神經(jīng)病理性疼痛定義：神經(jīng)病理性疼痛是由于軀體感覺(jué)系統(tǒng)的損傷或疾病所引起的疼痛[1]。這病變?cè)蚩墒莿?chuàng)傷、壓迫、感染、腫瘤、藥物毒性或自身免疫性疾病等。SD大鼠坐骨神經(jīng)病理性疼痛模型主要有CCI、SNI、SNL、CCD四大類(lèi)，CCI衍生出bCCI、iCCI、分級(jí)坐骨神經(jīng)縮窄模型，SNI衍生出mSNI，與SNL類(lèi)似有pSNL和L5 VRT，CCD模型暫只有一種。

1 NP模型分類(lèi)

1.1 CCI 慢性坐骨神經(jīng)縮窄性損傷CCI模型[2]：備皮暴露神經(jīng)，松扎坐骨神經(jīng)主干4處，逐層縫合。成功標(biāo)志：術(shù)后大鼠跛行，足呈輕度外翻狀，出現(xiàn)舔舐、懸空等痛行為學(xué)表現(xiàn)，并呈現(xiàn)持續(xù)的疼痛狀態(tài)。參考Bennett的CCI造模的文獻(xiàn)約20篇，此處不一一列舉。CCI在發(fā)展過(guò)程中衍生出bCCI、iCCI以及分級(jí)坐骨神經(jīng)縮窄模型。

1.1.1 bCCI 薛照靜等[3]與CCI模型不同的是雙側(cè)均需結(jié)扎。

1.1.2 iCCI 林露等[4]結(jié)扎坐骨神經(jīng)前， 用多孔膠片包裹結(jié)扎部位神經(jīng)。

1.1.3分級(jí)坐骨神經(jīng)縮窄模型 陳曄凌等[5]大鼠分C、N0、N1、N2和N4組，參考Grace PM[6]方法。麻醉消毒后，暴露神經(jīng)，距神經(jīng)主干上端約8 mm環(huán)繞打疏松的、恰恰能沿神經(jīng)上下滑動(dòng)的單結(jié)。按組別排列N0、N1、N2和N4組對(duì)應(yīng)著打0、1、2、4個(gè)互相間隔為1 mm的單結(jié)，再逐層縫合，在縫合過(guò)程中，根據(jù)單結(jié)個(gè)數(shù)在切口周?chē)は聦?duì)應(yīng)置入5 mm 4、3、2、0段4-0鉻制羊腸線，確保手術(shù)大腿羊腸線數(shù)量一致。余操作同CCI模型。

1.1.4 CCI、bCCI、iCCI 分級(jí)坐骨神經(jīng)縮窄模型比較 機(jī)理上，CCI類(lèi)被認(rèn)為結(jié)扎神經(jīng)遠(yuǎn)側(cè)端出現(xiàn)脫髓鞘病變，退化的Schwann細(xì)胞產(chǎn)生刺激神經(jīng)的細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子，這些因子作用在完整軸索，使疼痛生成。iCCI大鼠是結(jié)扎擠壓坐骨神經(jīng)主干，異物刺激導(dǎo)致神經(jīng)，導(dǎo)致無(wú)菌炎癥產(chǎn)生疼痛，保留了坐骨神經(jīng)大部分傳導(dǎo)痛覺(jué)的C纖維和Aδ纖維成分，但直徑較粗的有鞘纖維可能在術(shù)后4 w內(nèi)完全脫髓鞘，導(dǎo)致神經(jīng)生長(zhǎng)因子（NGF）、腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（BDNF）等神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子運(yùn)輸障礙并活化小膠質(zhì)細(xì)胞和星型膠質(zhì)細(xì)胞，促進(jìn)ROS產(chǎn)生釋放[7]。NGF、BDNF等神經(jīng)因子對(duì)神經(jīng)元上的多種離子通道有直接調(diào)節(jié)作用，分泌減少或缺失可以導(dǎo)致諸如鈣激活鉀通道，TTX-S鈉通道等表達(dá)和功能異常，直接影響細(xì)胞動(dòng)作電位閾值，改變細(xì)胞興奮性，增強(qiáng)疼痛反應(yīng)和氧化應(yīng)激水平[8]。

與單側(cè)坐骨神經(jīng)結(jié)扎模型（uCCI）比較，薛照靜等[2]認(rèn)為bCCI數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，可避免uCCI缺點(diǎn)，uCCI缺點(diǎn)是大鼠雙側(cè)大腿重量隨時(shí)間變化慢慢失衡，對(duì)刺激敏感度不一致，導(dǎo)致結(jié)果失去真實(shí)性。

與CCI比較，林露等[4]發(fā)現(xiàn)iCCI大鼠的機(jī)械痛敏和熱痛敏都明顯增強(qiáng)，改變幅度最明顯，其MDA表達(dá)上升幅度和SOD水平下降程度也最顯著。雖然CCI組也有熱痛閾和機(jī)械痛閾下降，但痛閾下降幅度比iCCI組低。

CCI和iCCI都具有炎癥性疼痛和神經(jīng)性疼痛病理特點(diǎn)，根據(jù)氧化應(yīng)激水平差異和疼痛規(guī)律，推斷這兩種模型疼痛發(fā)生機(jī)制存在差異：①操作人為差異上，CCI易因結(jié)扎力度不同導(dǎo)致大鼠鞘膜水腫壞死程度不同，大鼠容易肢端自噬，自殘率高，進(jìn)而可能影響實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性和實(shí)驗(yàn)全程觀察；而iCCI由于無(wú)菌多孔膠皮的包裹保證了結(jié)扎線對(duì)神經(jīng)干均勻壓迫，避免絲線對(duì)急性期神經(jīng)鞘膜水腫后的神經(jīng)干的急性切割，進(jìn)而保護(hù)了坐骨神經(jīng)的血運(yùn)營(yíng)養(yǎng)和對(duì)患側(cè)皮膚、肌肉的正常支配，并且明顯減少動(dòng)物的自噬自殘[9]。②神經(jīng)刺激上，iCCI使用無(wú)菌膠皮包裹神經(jīng)，使異物對(duì)神經(jīng)刺激更大，因而iCCI大鼠無(wú)菌炎癥反應(yīng)比傳統(tǒng)CCI明顯，氧化應(yīng)激也比較增強(qiáng)。綜上兩點(diǎn)，iCCI會(huì)比CCI大鼠產(chǎn)生更持久和劇烈的疼痛表現(xiàn)。endprint

陳曄凌等[5]建立的分級(jí)神經(jīng)病理學(xué)模型可使大鼠行為學(xué)變化與脊髓背角膠質(zhì)細(xì)胞的激活狀態(tài)呈等級(jí)變化趨勢(shì)，且二者有一定相關(guān)性[6]。這與傳統(tǒng)的模型只能表達(dá)出“全或無(wú)”的疼痛效應(yīng)不同，促進(jìn)了研究的發(fā)展。

病理學(xué)機(jī)制上，分級(jí)神經(jīng)病理學(xué)模型會(huì)引起神經(jīng)遠(yuǎn)端不同程度的脫髓鞘病變，對(duì)應(yīng)不同程度的病理學(xué)變化[6]，與神經(jīng)病理性疼痛的臨床表現(xiàn)更符合。

1.2 SNI 坐骨神經(jīng)分支選擇結(jié)扎SNI模型[10]：緊緊結(jié)扎脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)，切斷，保留約2～4 mm神經(jīng)遠(yuǎn)側(cè)殘端，僅保留腓腸神經(jīng)。成功標(biāo)志：大鼠出現(xiàn)行走困難、拖行、跛行、足外翻。參考WOOLF的SNI造模的文獻(xiàn)有近10篇。

SNI衍生出了mSNI，馮亞平等[11]按照LEE等[12]方法建立脛神經(jīng)永久性橫斷傷（mSNI）模型。其操作上僅緊緊結(jié)扎脛神經(jīng)并剪下約5 mm的長(zhǎng)度，保留完整的腓總神經(jīng)和腓腸神經(jīng)。

機(jī)理上，SNI類(lèi)揭示了損傷的細(xì)胞產(chǎn)生旁分泌信號(hào)指示非損傷細(xì)胞改變它們的興奮性或功能，使疼痛產(chǎn)生。WOOLF等[10]研究發(fā)現(xiàn)SNI能引起一個(gè)迅速發(fā)生并持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的機(jī)械性和熱刺激的超敏反應(yīng)，在腓腸神經(jīng)支配區(qū)域機(jī)械性異常痛敏非常明顯且持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)，而對(duì)其鄰近隱神經(jīng)支配區(qū)域的機(jī)械性異常痛敏幅度遠(yuǎn)小于腓腸神經(jīng)支配區(qū)域。

SNI手術(shù)操作簡(jiǎn)單，損傷程度小，人為影響因素小，損傷后可迅速出現(xiàn)與臨床神經(jīng)病理性疼痛相似癥狀[10，13]。此模型最大特點(diǎn)是有顯著的機(jī)械性異常痛敏，另一特點(diǎn)是熱刺激可引起大鼠屈足時(shí)間延長(zhǎng)但無(wú)熱痛閾的改變。由于其有確實(shí)存在且較長(zhǎng)的機(jī)械敏感變化和熱刺激反應(yīng)，所以能夠模擬接近臨床神經(jīng)性疼痛的許多特征，是一種較理想的疼痛模型。

LEE等[12]發(fā)現(xiàn)同時(shí)橫斷脛神經(jīng)和腓腸神經(jīng)或單一損傷脛神經(jīng)都會(huì)有較為劇烈的疼痛閾值變化。脛神經(jīng)在疼痛過(guò)程中可能發(fā)揮著重要的作用[14]。他們認(rèn)為單一損傷脛神經(jīng)（mSNI）可能是一種比經(jīng)典SNI更為穩(wěn)定有效的周?chē)陨窠?jīng)病理性疼痛模型。另有研究指出，mSNI后肢足跖未出現(xiàn)明顯外翻現(xiàn)象，其行為學(xué)測(cè)試比SNI更為簡(jiǎn)便和準(zhǔn)確[15]。在運(yùn)動(dòng)方面，足底皮膚主要是由脛神經(jīng)和腓腸神經(jīng)支配，腓總神經(jīng)主要支配足背的內(nèi)側(cè)，保留腓總神經(jīng)能保護(hù)動(dòng)物足背的運(yùn)動(dòng)功能[12，16]。在感覺(jué)方面，痛覺(jué)敏感性的發(fā)生可能依賴(lài)于神經(jīng)纖維的損傷數(shù)量，而脛神經(jīng)包括了很大一部分的運(yùn)動(dòng)和感覺(jué)纖維[14]，所以單一切斷脛神經(jīng)可以有明顯的通閾值變化?？傊?，mSNI手術(shù)手術(shù)操作更為簡(jiǎn)單，能引起持續(xù)且強(qiáng)烈異常性疼痛和痛覺(jué)過(guò)敏反應(yīng)。

1.3 SNL 脊神經(jīng)選擇性結(jié)扎SNL模型[17]：暴露L5和L6神經(jīng)根并結(jié)扎。成功標(biāo)志：大鼠逐步表現(xiàn)出術(shù)側(cè)后爪不愿著地、足底外翻等典型機(jī)械痛敏體征，PWT值逐步下降，最低點(diǎn)平均降至4 g以下。參考Kim的SNL造模的文獻(xiàn)約15篇。與SNL類(lèi)似的有pSNL，潘燕燕等[18]緊緊結(jié)扎坐骨神經(jīng)干的1/3或1/2，此為結(jié)扎位置不同。與SNL類(lèi)似的還有L5前根切斷L5 VRT模型[19]：緊緊結(jié)扎并剪斷L5脊神經(jīng)，此多了剪斷。

1.4 CCD 關(guān)于CCD，呂虎等[20]暴露右側(cè)L4、L5孔后把4#針頭彎成直角，試行探入椎間孔后退出，再將2根長(zhǎng)4 mm、直徑0.63 mm的“L”形不銹鋼柱沿針道分別插入右側(cè)L4及L5椎間孔，使其背根神經(jīng)節(jié)及鄰近神經(jīng)根有固定壓迫。成功標(biāo)志：術(shù)后1～7 d的機(jī)械痛閾P(yáng)WMT值下降超過(guò)20 mN。

利用不銹鋼鋼絲穿過(guò)椎間孔來(lái)固定壓迫背根神經(jīng)節(jié)（CCD），模仿椎間盤(pán)突出患者發(fā)病機(jī)制，壓迫可引起軀體感覺(jué)神經(jīng)元興奮性升高、自發(fā)性動(dòng)作電位生成增多，進(jìn)而自發(fā)痛、痛覺(jué)過(guò)敏或機(jī)械性痛覺(jué)異常。臨床上，慢性腰背痛和坐骨神經(jīng)痛常見(jiàn)病因是腰椎的退行性變及外傷。病因結(jié)果可以是脊椎韌帶鈣化、椎間盤(pán)突出及骨質(zhì)增生等，造成椎管和椎間孔狹窄。這些病理改變均可壓迫背根神經(jīng)節(jié)及鄰近神經(jīng)根，使神經(jīng)組織局部水腫、變性以及炎性反應(yīng)，進(jìn)而引起下腰部及下肢放射痛、自發(fā)痛、麻木及痛覺(jué)過(guò)敏癥狀[21]。CCD較真實(shí)地模仿了坐骨神經(jīng)痛和腰背痛的病理改變及臨床癥狀，是研究這種疼痛的理想模型。

2總結(jié)

模擬臨床疾病上，CCI類(lèi)、SNL類(lèi)、CCD模型模擬了腰椎間盤(pán)突出等異物壓迫神經(jīng)的疾病，SNI類(lèi)、L5 VRT模型則模擬了神經(jīng)損傷的疾病。

疼痛機(jī)制上，CCI類(lèi)主要體現(xiàn)脫髓鞘性病變。SNI類(lèi)揭示了損傷的細(xì)胞的旁分泌信號(hào)指示非損傷細(xì)胞改變它們的興奮性或功能。SNI大鼠選擇性地切斷并結(jié)扎了腓總神經(jīng)和脛神經(jīng)，但保留了完整的腓腸神經(jīng)的支配營(yíng)養(yǎng)分泌功能，在一定程度上可以代償損傷區(qū)的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)支配。SNL類(lèi)、CCD也是壓迫性模型，考慮與CCI類(lèi)機(jī)制相似。L5 VRT有橫斷神經(jīng)的特點(diǎn)，考慮與SNI類(lèi)模型相似。

行為學(xué)上，金小高等[22]采用機(jī)械刺激熱來(lái)測(cè)定大鼠對(duì)疼痛的敏感性，判斷疼痛模型是否成功時(shí)，發(fā)現(xiàn)50%縮爪閾值大小依次為CCI>SNL>SNI，此部分能清楚反映三種模型在疼痛程度差異。

實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性上，SNI類(lèi)比CCI類(lèi)有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)镃CI類(lèi)結(jié)扎時(shí)人為因素比較大，而SNI類(lèi)手術(shù)操作簡(jiǎn)單，損傷程度小，人為影響因素小。發(fā)展的mSNI只是對(duì)SNI進(jìn)行改良，保留了可重復(fù)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

3展望

目前研究主要集中在脊神經(jīng)、坐骨神經(jīng)對(duì)NP的影響，對(duì)于丘腦、皮質(zhì)等高級(jí)神經(jīng)中樞的研究較少，高級(jí)神經(jīng)中樞在NP的維持上起到很重要的作用，這也將成為NP下一步的研究熱點(diǎn)。

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收稿日期：2017-5-14；修回日期：2017-7-20

編輯/錢(qián)洪飛endprint