福爾馬林足底炎性疼痛大鼠模型的建立及其背根神經節辣椒素受體表達水平

賀淵哲，邵先舫，熊 輝，劉志軍，李 前，嚴 望，湯思敏

（1.湖南中醫藥大學附屬常德醫院，湖南 常德 415000；2.湖南中醫藥大學研究生院，湖南 長沙 410208；3.湖南中醫藥大學，湖南 長沙 410208）

福爾馬林足底炎性疼痛大鼠模型的建立及其背根神經節辣椒素受體表達水平

賀淵哲1，2，邵先舫1，熊 輝3，劉志軍1，李 前1，嚴 望1，湯思敏2

（1.湖南中醫藥大學附屬常德醫院，湖南 常德 415000；2.湖南中醫藥大學研究生院，湖南 長沙 410208；3.湖南中醫藥大學，湖南 長沙 410208）

目的 評價福爾馬林足底炎性疼痛大鼠模型的疼痛行為學表現，并對該模型大鼠背根神經節辣椒素受體表達水平進行分析。方法 SD大鼠24只，隨機分為2組，即對照組（n=12）及福爾馬林模型組（n=12）。對照組不予處理，福爾馬林模型組于左后足底注射5%福爾馬林0.1 mL，觀察造模后大鼠疼痛行為學反應，并以Dubuisson評分方法進行記錄比較；2組大鼠在指定時間點取出L3-6節段背根神經節，運用RT-PCR、蛋白質印跡（Western blot）檢測辣椒素受體在大鼠背根神經節中的表達水平。結果 福爾馬林模型組大鼠呈典型的雙相傷害性行為反應，大鼠疼痛反應120 min內積分在5～1，對照組無疼痛反應。福爾馬林模型組大鼠背根神經節辣椒素受體表達水平顯著增加，與對照組比較有顯著性差異（P＜0.05﹚。結論 福爾馬林足底炎性疼痛大鼠模型可以產生持續的、可信的痛覺過敏，并誘導大鼠背根神經節辣椒素受體表達水平增加，是研究組織損傷誘發炎性疼痛機制的較佳模型選擇。

福爾馬林炎性疼痛；辣椒素受體；背根神經節

1997年由Dubuisson與Dennis創立的，引起實驗動物持續的炎性疼痛[1]的福爾馬林注射足底方法，已經得到國內外學術界的公認，廣泛應用于疼痛機制的研究。辣椒素受體是一個能被辣椒素激活的受體，屬于瞬時感受器電位（transient receptor potential，TRP）家族，當其與配體結合后，通道開放，陽離子(尤其是鈉離子和鈣離子)從胞外進入胞內，引發了一系列生物學效應[2]。辣椒素受體廣泛分布于哺乳動物的感覺神經纖維，尤其是無髓鞘的C類和部分少髓鞘的A類纖維中[3]。辣椒素受體能被多種理化刺激激活，參與人體內如咳嗽、疼痛、炎癥等生理或病理過程[4-7]。本研究旨在復制福爾馬林足底炎性疼痛大鼠模型，觀察其疼痛行為學表現，并利用實時熒光定量（RT-PCR）和Western blotting的方法觀察辣椒素受體在大鼠炎性疼痛模型背根神經節中的表達情況，為課題組下一步研究鎮痛藥物的機制奠定基礎。現將方法與結果報道如下。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

1.1.1 實驗藥物及試劑 一抗 （Anti-VR1 antibody ab74855），（廠家:abcam，代購公司:長沙奧星醫療科技有限公司）；二抗（HRP-labeled Goat Anti-Mouse IgG(H+L)），（廠家:abcam，代購公司:長沙奧星醫療科技有限公司）。

1.1.2 主要儀器動物 DYCZ-40D濕式轉膜裝置（北京六一儀器廠），HAD-T10電動組織分散儀 （北京恒奧德），JY3000核酸電泳儀 （上海達平），UV-19紫外分光光度計（上海析譜），GTR16-2冷凍離心機（北京時代兆利離）。實驗動物來源合格證:syxk（湘）2009-0001，實驗動物使用合格證號:scxk（湘）2011-0003。

1.2 建模及分組[8]

健康雄性SD大鼠24只，體質量250～280 g，購于湖南中醫藥大學實驗動物中心。動物一般狀態良好，皮毛光澤，進食與活動正常。適應性喂養5 d后進行實驗。隨機分為對照組和模型組，每組12只。

用微量注射器抽取5%福爾馬林0.1 mL注入模型組大鼠左側后足底皮下建立大鼠炎性疼痛模型，空白對照組不予任何處理。造模完成后在飼養箱底成45°夾角放置一面鏡子以便觀察動物后肢的活動情況。

1.3 痛行為觀察及分級評價[3-4]

于注射福爾馬林后 1、5、15、30、45、60、90 min及120 min分別觀察每只大鼠的疼痛反應，按下述標準進行疼痛分級并記錄 0分:注射福爾馬林一側后足與對側后足均接觸底面，行走自如；1分:兩側后足均接觸底面，但行走時注射側輕微跛行；2分:兩側后足均接觸底面，但身體重心在健側，行走時注射側明顯跛行；3分:注射側后足輕微接觸底面，但不敢負重，行走時抬起；4分:注射福爾馬林一側后足抬起，不接觸任何表面；5分:大鼠舔、咬、抖動注射福爾馬林一側后足。

1.4 組織標本的取材與處理[10-11]

大鼠于造模后24、48、72 h，每次每組取3只，腹腔注射水合氯醛麻醉，解剖暴露大鼠脊柱，定位L3-6椎體，取出定位節段，縱向打開椎管，暴露背根神經節，依次取出，置入2 mL凍存管中，迅速保存于液氮中，后轉入-80℃冰箱中備用。

1.5 RT-PCR檢測

采用RT-PCR方法對背根神經節中辣椒受體mRNA表達水平進行檢測。總RNA提取:樣本用液氮在研缽中研磨成粉狀，按照TRIzol試劑說明書提取標本總RNA，并溶于DEPC水，各標本總RNA用 l%的瓊脂糖凝膠電泳法檢測其質量；以DEPC水作空白對照，用紫外分光光度儀測定RNA濃度及樣本A260與A280比值，檢測其純度。每個樣本分別取1 μg總RNA進行反轉錄。cDNA的合成:選用Random hexamer primer 1 μL，加無核酶水至12 μL；5×reaction buffer 4 μL，RiboLockTMRNase Inhibitor(20 U/μL)，10 mmol/L dNTP Mix 2 μL，RevertAidTMM-MuLV Reverse Transciptase(200 U/μL)，總反應體系為 20 μL。經 25℃ 5 min，42℃ 60 min，70℃ 5 min后反轉錄為cDNA，置于-80℃冰箱中保存備用。本實驗選用內參基因為:正向引物:5'-CCAGCCATGTACGTFGCTATC-3反向引物:5'-CAGGTCCAGACGCAGGATGGC-3'，辣椒素受體上游引物:5'-ATCGAGCTCATGGAACAACGGGCTAGCTTAG-3'下游引物:5'-ACTGGTACCTATTTCTCCCCTGGGACCAT-3''，實驗結果以2-△△CT表示，得出“±s”進行統計分析。

1.6 蛋白質印跡（Western blot）檢測

1.6.1 組織總蛋白的提取 背根神經節組織剪切成細小的碎片。每100 mg組織加入1 mL RIPA裂解液。用機械勻漿器勻漿。冰上放置30 min，-80℃凍融2次。超聲波處理，打斷DNA。12 000 r/min離心10 min。吸取上清液，蛋白定量，分裝，保存在-80℃備用。

1.6.2 蛋白質聚丙烯酰胺凝膠電泳 按照安裝玻璃板→配制10%Tris-甘氨酸SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳分離膠溶液→分離聚膠→吸水→制備濃縮膠→濃縮膠聚合完全→按自己設計的點樣順序點樣→連接電源進行電泳→卸下玻璃板，緊靠最左邊一孔（第一槽）凝膠下部切去一角以標注凝膠的方位的順序進行蛋白質聚丙烯酰胺凝膠電泳。

1.6.3 免疫印跡 將封閉的PVDF膜TTBS漂洗2次，加入用5%脫脂奶粉稀釋 (濃度為1∶500)的辣椒素受體多克隆抗體中，4℃下反應過夜，TTBS漂洗PVDF膜10 min×4次，加入1∶2 000稀釋的二抗，室溫下孵育 60 min，TTBS漂洗 PVDF膜 10 min×4次，最后經 ECL發光液顯影，X線膠壓片后送自動X線洗片機洗片。以每條蛋白電泳帶的灰度值表示辣椒素受體蛋白的表達量。

1.7 統計學分析

采用SPSS 19.0統計學軟件進行統計分析，計量資料以“±s”表示。結果應用t檢驗方法進行統計學分析，等級資料用秩和檢驗進行統計學分析。

2 結果

2.1 福爾馬林模型組、對照組疼痛行為學表現結果

福爾馬林模型組大鼠左側后肢足底皮下注射5%福爾馬林0.1 mL后呈典型的雙相傷害性行為反應，出現躁動不安、不時尖叫、注射足抬起不著地、舔咬或抖動注射足等反應。其傷害性行為學痛反應呈典型的雙相變化，即注射后即刻開始，持續約3～ 5 min的急性疼痛時相(第一時相)，約5～10 min的靜息期，和隨后出現的可持續40～60 min的繼發性疼痛一時相(第二時相)[10]。結果見圖1。對照組無上述疼痛行為，疼痛反應積分為0。

圖1 注射福爾馬林后不同時間模型組大鼠疼痛評分折線圖

2.2 RT-PCR檢測結果

福爾馬林模型組背根神經節中辣椒素受體m-RNA的表達量相對于對照組上升，差異有統計學意義（P﹤0.05）。結果見表1，圖2。

表1 各時間點大鼠背根神經節中辣椒素受體mRNA表達比較 （s，n=3）

表1 各時間點大鼠背根神經節中辣椒素受體mRNA表達比較 （s，n=3）

注:模型組與空白組比較△P<0.01。

組別空白對照組福爾馬林模型組1 d 0.264±0.018 1.125±0.035△2 d 0.292±0.012 1.029±0.062△3 d 0.319±0.011 0.910±0.090△

圖2 各時間點大鼠背根神經節中辣椒素受體mRNA表達的柱形圖

2.3 蛋白質印跡（Western blot）結果

福爾馬林模型組及空白對照組每個時相點中隨機取3個樣本進行蛋白質印跡檢測，其辣椒素受體的蛋白質印跡檢測表達量條帶灰度分析結果示:福爾馬林模型組背根神經節中辣椒素受體蛋白的表達量相對于對照組上升，差異比較有統計學意義（P﹤0.05）。結果見表2，圖3-4。

表2 辣椒素受體條帶灰度分析結果 （±s，n=3）

表2 辣椒素受體條帶灰度分析結果 （±s，n=3）

注:與空白組比較#P<0.05。

組別空白對照組福爾馬林模型組1 d 0.550 1±0.103 6 0.952 2±0.041 0#2 d 0.540 1±0.107 2 0.963 5±0.052 0#3 d 0.532 8±0.118 7 0.948 0±0.047 0#

圖3 各組大鼠背根神經節中辣椒素受體表達柱形圖

圖4 各組大鼠背根神經節中辣椒素受體的表達電泳圖

3 討論

福爾馬林足底炎性疼痛大鼠模型屬經典疼痛造模，模型成功復制率高，造模成功后有明顯的行為學變化，其疼痛行為反應表現為雙相傷害性行為反應，第一時相是福爾馬林直接刺激大鼠傷害性感受器，屬短暫的急性疼痛反應，第二時相屬繼發性傷害性反應，是依賴于外周的炎癥發展及中樞神經系統的參與[11-12]。其疼痛表現與臨床實際表現相似，目前已在疼痛發生機制及鎮痛藥物機制中廣泛應用。大量研究表明，福爾馬林致痛大鼠模型可作為對臨床疼痛進行定量研究的模型。本實驗采用5%福爾馬林注射于大鼠左側后足底復制福爾馬林大鼠炎性疼痛模型，發現大鼠注射福爾馬林后，注射足表現出縮腿、舔爪、抖動等反應，且表現為典型雙相傷害性行為反應，說明福爾馬林大鼠炎性疼痛模型的復制是成功的，為下一步鎮痛藥物的機制研究動物實驗奠定基礎。

辣椒素受體是一個配體門控的非選擇性陽離子通道，Helliwell等[13]研究表明辣椒素受體廣泛存在于背根神經節。Caterina等[14]成功培育出辣椒素受體基因敲出小鼠，其生長發育、繁殖力、運動與行為和正常小鼠一樣，對傷害性刺激反應正常，但對外周炎性疼痛反應減弱。本實驗結果表明，福爾馬林足底炎性疼痛大鼠模型背根神經節辣椒素受體通道蛋白極有可能參與疼痛信號傳導，在疼痛發生機制中扮演重要角色，其背根神經節中辣椒素受體的表達水平較空白對照上升，提示背根神經節中辣椒素受體的表達量可能與疼痛的發生相關。本文為課題組下一步研究陣痛藥物的機制奠定一定的實驗基礎，并有待大樣本實驗驗證。

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（本文編輯 楊 瑛）

Establishment of rat model with inflammatory pain induced by formalin and the expression level of capsaicin receptor in dorsal root ganglion

HE Yuanzhe1，2,SHAO Xianfang1,XIONG Hui3,LIU Zhijun1,LI Qian1,YAN Wang1, TANG Siming2
(1.Changde Affiliated Hospital,Hunan University of CM,Changde,Hunan 415000,China;
2.Graduate School,Hunan University of CM,Changsha,Hunan 410208,China;
3.Hunan University of CM,Changsha,Hunan 410208,China)

Objective To evaluate the behavioral manifestations of inflammatory pain in rat model injected with formalin in plantar,and analyze the expression level of capsaicin receptor of dorsal root ganglion in rat.Methods 24 SD rats were randomly divided into model group and control group.12 SD rats in model group were injected with 0.1 mL 5%formalin in the left plantar,other 12 SD rats in controls did not be treated.The pain behaviors were observed,and Dubuisson score method was used.The segments of L3-6 dorsal root ganglion have been taken from rats in a specific time.The expression level of capsaicin receptor of dorsal root ganglionwas detected by RT-PCR and western blotting.Results Formalin injected group showed a typically biphasic nociceptive responses,and had scores from 5～1 in pain response within 5 min(P<0.05). Control group did not have pain response. The expression level of capsaicin receptor of model group was significantly higher than that of the control group(P<0.05).Conclusion The rat model with inflammatory pain induced by the plantar injection of formalin has sustained,crediblehyperalgesia,and hasan increased expression levelofcapsaicin receptor of dorsal root ganglion.It might be a good model for the mechanism study of the inflammatory pain induced by tissue damage.

Inflammatory pain induced by formalin;capsaicin receptor;dorsal root ganglion

R441.1；Q95-33

A

10.3969/j.issn.1674－070X.2014.01.003.010.04

2013－12－03

湖南省常德市科技局（2011sk13）。

賀淵哲，男，湖南中醫藥大學2011級碩士研究生，研究方向:中醫藥防治創傷修復的研究。

*邵先舫，男，教授，碩士研究生導師，骨科主任醫師，E-mail:50529779@qq.com。