坐骨神经钳夹法构建新型大鼠神经病理性疼痛模型:操作简便性与高重复性的突破

【字体: 时间:2025年08月04日 来源:Journal of Anesthesia 2.7

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  本研究针对现有神经病理性疼痛动物模型存在的手术复杂性和重复性差等问题,开发了通过简单钳夹坐骨神经10分钟构建的新型大鼠模型。该模型成功诱导了持续21天的机械性异常疼痛(mechanical allodynia)和7天的热痛觉过敏(thermal hyperalgesia),并证实了外周(Atf3阳性细胞增加)和中枢(Iba-1阳性小胶质细胞激活)敏化现象。研究为神经病理性疼痛机制研究和药物开发提供了操作简便、重复性高的新工具。

  

神经病理性疼痛是困扰全球约7-10%人口的慢性疾病,其发病机制复杂且临床治疗效果有限。现有动物模型如慢性压迫损伤(CCI)和脊神经结扎(SNL)虽被广泛应用,但存在手术操作复杂、个体差异大等缺陷。特别是缝合材料残留会影响干细胞治疗等新型疗法的评估,这些问题严重制约着疼痛机制研究和治疗开发。

日本东北大学研究生院医学系研究科麻醉与围手术期医学系的研究人员创新性地采用一次性止血夹钳夹大鼠坐骨神经10分钟,建立了新型神经病理性疼痛模型。通过von Frey纤维丝测试、Hargreaves热板试验和步态分析等行为学检测,发现该模型可稳定诱导持续21天的机械性异常疼痛和7天的热痛觉过敏。免疫组化显示L5背根神经节(DRG)中Atf3(激活转录因子3)阳性神经元比例显著增加(9.3% vs 0.1%),脊髓背角(SDH)小胶质细胞标志物Iba-1阳性区域扩大(5.0% vs 1.7%),证实了外周和中枢敏化机制。药理学验证显示抗抑郁药度洛西汀能显著改善疼痛行为,与临床疗效一致。该成果发表于《Journal of Anesthesia》,为疼痛研究提供了标准化程度高、操作简便的新工具。

关键技术包括:1)使用压力标准化的止血夹(60 g/mm2)钳夹坐骨神经10分钟;2)采用von Frey纤维丝测试(机械性异常疼痛)和Hargreaves测试(热痛觉过敏)进行行为学评估;3)通过Atf3和Iba-1免疫荧光染色分析外周和中枢敏化;4)使用12只Wistar大鼠(8周龄,250-300 g)进行行为学测试,14只用于组织学分析。

【行为学分析】显示:钳夹手术组大鼠50%缩足阈值显著降低(p<0.01),持续21天;热刺激缩足潜伏期缩短(p<0.01),持续7天;步态异常(sciatic functional index降低)持续7天。与假手术组相比,个体差异显著减小。

【组织学分析】证实:L5 DRG中Atf3阳性神经元比例显著增加(9.3±1.9% vs 0.1±0.1%,p<0.01),表明外周神经损伤;脊髓背角Iba-1阳性区域比例增大(5.0±1.0% vs 1.7±0.2%,p<0.05),提示小胶质细胞激活介导的中枢敏化。

【药理学验证】发现:度洛西汀(10 mg/kg)可显著改善机械性和热痛觉异常(p<0.01),而加巴喷丁(50 mg/kg)仅显示趋势,双氯芬酸(10 mg/kg)无效,与临床神经病理性疼痛药物治疗反应一致。

该研究建立的坐骨神经钳夹模型具有三大创新价值:首先,操作简便性显著优于需要精细缝合的CCI和SNL模型;其次,通过标准化钳夹压力和时间(10分钟)确保了实验可重复性;再者,避免了缝合材料残留对神经再生研究的干扰,特别适合干细胞治疗等新型疗法的评估。研究同时证实钳夹时间与疼痛强度相关,为建立不同严重程度的疼痛模型提供了调节参数。虽然该模型疼痛持续时间(21天)短于传统模型,但更接近临床急性-亚急性疼痛转归过程,为疼痛消退机制研究提供了新视角。这些发现为神经病理性疼痛的基础与转化研究提供了重要工具,尤其有助于开发针对外周神经损伤的精准治疗方案。

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