常見SD大鼠神經病理性疼痛模型研究

文曉娟+張博聞+吳智兵

摘 要：本文旨在總結常見SD大鼠神經病理性疼痛模型優缺點，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。四大類根據不同疾病的研究需要分不同小類，具體文中細述。

關鍵詞：NP；CCI；SNI；SNL；CCD

中圖分類號：R-332 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.01.018

文章編號：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年國際疼痛研究學會對神經病理性疼痛定義：神經病理性疼痛是由于軀體感覺系統的損傷或疾病所引起的疼痛[1]。這病變原因可是創傷、壓迫、感染、腫瘤、藥物毒性或自身免疫性疾病等。SD大鼠坐骨神經病理性疼痛模型主要有CCI、SNI、SNL、CCD四大類，CCI衍生出bCCI、iCCI、分級坐骨神經縮窄模型，SNI衍生出mSNI，與SNL類似有pSNL和L5 VRT，CCD模型暫只有一種。

1 NP模型分類

1.1 CCI 慢性坐骨神經縮窄性損傷CCI模型[2]：備皮暴露神經，松扎坐骨神經主干4處，逐層縫合。成功標志：術后大鼠跛行，足呈輕度外翻狀，出現舔舐、懸空等痛行為學表現，并呈現持續的疼痛狀態。參考Bennett的CCI造模的文獻約20篇，此處不一一列舉。CCI在發展過程中衍生出bCCI、iCCI以及分級坐骨神經縮窄模型。

1.1.1 bCCI 薛照靜等[3]與CCI模型不同的是雙側均需結扎。

1.1.2 iCCI 林露等[4]結扎坐骨神經前， 用多孔膠片包裹結扎部位神經。

1.1.3分級坐骨神經縮窄模型 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，距神經主干上端約8 mm環繞打疏松的、恰恰能沿神經上下滑動的單結。按組別排列N0、N1、N2和N4組對應著打0、1、2、4個互相間隔為1 mm的單結，再逐層縫合，在縫合過程中，根據單結個數在切口周圍皮下對應置入5 mm 4、3、2、0段4-0鉻制羊腸線，確保手術大腿羊腸線數量一致。余操作同CCI模型。

1.1.4 CCI、bCCI、iCCI 分級坐骨神經縮窄模型比較 機理上，CCI類被認為結扎神經遠側端出現脫髓鞘病變，退化的Schwann細胞產生刺激神經的細胞因子和生長因子，這些因子作用在完整軸索，使疼痛生成。iCCI大鼠是結扎擠壓坐骨神經主干，異物刺激導致神經，導致無菌炎癥產生疼痛，保留了坐骨神經大部分傳導痛覺的C纖維和Aδ纖維成分，但直徑較粗的有鞘纖維可能在術后4 w內完全脫髓鞘，導致神經生長因子（NGF）、腦源性神經營養因子（BDNF）等神經營養因子運輸障礙并活化小膠質細胞和星型膠質細胞，促進ROS產生釋放[7]。NGF、BDNF等神經因子對神經元上的多種離子通道有直接調節作用，分泌減少或缺失可以導致諸如鈣激活鉀通道，TTX-S鈉通道等表達和功能異常，直接影響細胞動作電位閾值，改變細胞興奮性，增強疼痛反應和氧化應激水平[8]。

與單側坐骨神經結扎模型（uCCI）比較，薛照靜等[2]認為bCCI數據更加準確，可避免uCCI缺點，uCCI缺點是大鼠雙側大腿重量隨時間變化慢慢失衡，對刺激敏感度不一致，導致結果失去真實性。

與CCI比較，林露等[4]發現iCCI大鼠的機械痛敏和熱痛敏都明顯增強，改變幅度最明顯，其MDA表達上升幅度和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性疼痛病理特點，根據氧化應激水平差異和疼痛規律，推斷這兩種模型疼痛發生機制存在差異：①操作人為差異上，CCI易因結扎力度不同導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，進而可能影響實驗可重復性和實驗全程觀察；而iCCI由于無菌多孔膠皮的包裹保證了結扎線對神經干均勻壓迫，避免絲線對急性期神經鞘膜水腫后的神經干的急性切割，進而保護了坐骨神經的血運營養和對患側皮膚、肌肉的正常支配，并且明顯減少動物的自噬自殘[9]。②神經刺激上，iCCI使用無菌膠皮包裹神經，使異物對神經刺激更大，因而iCCI大鼠無菌炎癥反應比傳統CCI明顯，氧化應激也比較增強。綜上兩點，iCCI會比CCI大鼠產生更持久和劇烈的疼痛表現。endprint

陳曄凌等[5]建立的分級神經病理學模型可使大鼠行為學變化與脊髓背角膠質細胞的激活狀態呈等級變化趨勢，且二者有一定相關性[6]。這與傳統的模型只能表達出“全或無”的疼痛效應不同，促進了研究的發展。

病理學機制上，分級神經病理學模型會引起神經遠端不同程度的脫髓鞘病變，對應不同程度的病理學變化[6]，與神經病理性疼痛的臨床表現更符合。

1.2 SNI 坐骨神經分支選擇結扎SNI模型[10]：緊緊結扎脛神經和腓總神經，切斷，保留約2～4 mm神經遠側殘端，僅保留腓腸神經。成功標志：大鼠出現行走困難、拖行、跛行、足外翻。參考WOOLF的SNI造模的文獻有近10篇。

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

機理上，SNI類揭示了損傷的細胞產生旁分泌信號指示非損傷細胞改變它們的興奮性或功能，使疼痛產生。WOOLF等[10]研究發現SNI能引起一個迅速發生并持續時間長的機械性和熱刺激的超敏反應，在腓腸神經支配區域機械性異常痛敏非常明顯且持續的時間長，而對其鄰近隱神經支配區域的機械性異常痛敏幅度遠小于腓腸神經支配區域。

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

LEE等[12]發現同時橫斷脛神經和腓腸神經或單一損傷脛神經都會有較為劇烈的疼痛閾值變化。脛神經在疼痛過程中可能發揮著重要的作用[14]。他們認為單一損傷脛神經（mSNI）可能是一種比經典SNI更為穩定有效的周圍性神經病理性疼痛模型。另有研究指出，mSNI后肢足跖未出現明顯外翻現象，其行為學測試比SNI更為簡便和準確[15]。在運動方面，足底皮膚主要是由脛神經和腓腸神經支配，腓總神經主要支配足背的內側，保留腓總神經能保護動物足背的運動功能[12，16]。在感覺方面，痛覺敏感性的發生可能依賴于神經纖維的損傷數量，而脛神經包括了很大一部分的運動和感覺纖維[14]，所以單一切斷脛神經可以有明顯的通閾值變化。總之，mSNI手術手術操作更為簡單，能引起持續且強烈異常性疼痛和痛覺過敏反應。

1.3 SNL 脊神經選擇性結扎SNL模型[17]：暴露L5和L6神經根并結扎。成功標志：大鼠逐步表現出術側后爪不愿著地、足底外翻等典型機械痛敏體征，PWT值逐步下降，最低點平均降至4 g以下。參考Kim的SNL造模的文獻約15篇。與SNL類似的有pSNL，潘燕燕等[18]緊緊結扎坐骨神經干的1/3或1/2，此為結扎位置不同。與SNL類似的還有L5前根切斷L5 VRT模型[19]：緊緊結扎并剪斷L5脊神經，此多了剪斷。

1.4 CCD 關于CCD，呂虎等[20]暴露右側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4 mm、直徑0.63 mm的“L”形不銹鋼柱沿針道分別插入右側L4及L5椎間孔，使其背根神經節及鄰近神經根有固定壓迫。成功標志：術后1～7 d的機械痛閾PWMT值下降超過20 mN。

利用不銹鋼鋼絲穿過椎間孔來固定壓迫背根神經節（CCD），模仿椎間盤突出患者發病機制，壓迫可引起軀體感覺神經元興奮性升高、自發性動作電位生成增多，進而自發痛、痛覺過敏或機械性痛覺異常。臨床上，慢性腰背痛和坐骨神經痛常見病因是腰椎的退行性變及外傷。病因結果可以是脊椎韌帶鈣化、椎間盤突出及骨質增生等，造成椎管和椎間孔狹窄。這些病理改變均可壓迫背根神經節及鄰近神經根，使神經組織局部水腫、變性以及炎性反應，進而引起下腰部及下肢放射痛、自發痛、麻木及痛覺過敏癥狀[21]。CCD較真實地模仿了坐骨神經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

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

疼痛機制上，CCI類主要體現脫髓鞘性病變。SNI類揭示了損傷的細胞的旁分泌信號指示非損傷細胞改變它們的興奮性或功能。SNI大鼠選擇性地切斷并結扎了腓總神經和脛神經，但保留了完整的腓腸神經的支配營養分泌功能，在一定程度上可以代償損傷區的神經營養支配。SNL類、CCD也是壓迫性模型，考慮與CCI類機制相似。L5 VRT有橫斷神經的特點，考慮與SNI類模型相似。

行為學上，金小高等[22]采用機械刺激熱來測定大鼠對疼痛的敏感性，判斷疼痛模型是否成功時，發現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。

實驗可重復性上，SNI類比CCI類有優勢，因為CCI類結扎時人為因素比較大，而SNI類手術操作簡單，損傷程度小，人為影響因素小。發展的mSNI只是對SNI進行改良，保留了可重復性強的優點。

3展望

目前研究主要集中在脊神經、坐骨神經對NP的影響，對于丘腦、皮質等高級神經中樞的研究較少，高級神經中樞在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。

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收稿日期：2017-5-14；修回日期：2017-7-20

編輯/錢洪飛endprint