常见SD大鼠神经病理性疼痛模型研究

文晓娟+张博闻+吴智兵

摘 要：本文旨在总结常见SD大鼠神经病理性疼痛模型优缺点，为NP研究者提供模型选择参考。目前主流NP模型主要可分CCI、SNI、SNL、CCD模型四大类。四大类根据不同疾病的研究需要分不同小类，具体文中细述。

关键词：NP；CCI；SNI；SNL；CCD

中图分类号：R-332 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.01.018

文章编号：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年国际疼痛研究学会对神经病理性疼痛定义：神经病理性疼痛是由于躯体感觉系统的损伤或疾病所引起的疼痛[1]。这病变原因可是创伤、压迫、感染、肿瘤、药物毒性或自身免疫性疾病等。SD大鼠坐骨神经病理性疼痛模型主要有CCI、SNI、SNL、CCD四大类，CCI衍生出bCCI、iCCI、分级坐骨神经缩窄模型，SNI衍生出mSNI，与SNL类似有pSNL和L5 VRT，CCD模型暂只有一种。

1 NP模型分类

1.1 CCI 慢性坐骨神经缩窄性损伤CCI模型[2]：备皮暴露神经，松扎坐骨神经主干4处，逐层缝合。成功标志：术后大鼠跛行，足呈轻度外翻状，出现舔舐、悬空等痛行为学表现，并呈现持续的疼痛状态。参考Bennett的CCI造模的文献约20篇，此处不一一列举。CCI在发展过程中衍生出bCCI、iCCI以及分级坐骨神經缩窄模型。

1.1.1 bCCI 薛照静等[3]与CCI模型不同的是双侧均需结扎。

1.1.2 iCCI 林露等[4]结扎坐骨神经前， 用多孔胶片包裹结扎部位神经。

1.1.3分级坐骨神经缩窄模型 陈晔凌等[5]大鼠分C、N0、N1、N2和N4组，参考Grace PM[6]方法。麻醉消毒后，暴露神经，距神经主干上端约8 mm环绕打疏松的、恰恰能沿神经上下滑动的单结。按组别排列N0、N1、N2和N4组对应着打0、1、2、4个互相间隔为1 mm的单结，再逐层缝合，在缝合过程中，根据单结个数在切口周围皮下对应置入5 mm 4、3、2、0段4-0铬制羊肠线，确保手术大腿羊肠线数量一致。余操作同CCI模型。

1.1.4 CCI、bCCI、iCCI 分级坐骨神经缩窄模型比较 机理上，CCI类被认为结扎神经远侧端出现脱髓鞘病变，退化的Schwann细胞产生刺激神经的细胞因子和生长因子，这些因子作用在完整轴索，使疼痛生成。iCCI大鼠是结扎挤压坐骨神经主干，异物刺激导致神经，导致无菌炎症产生疼痛，保留了坐骨神经大部分传导痛觉的C纤维和Aδ纤维成分，但直径较粗的有鞘纤维可能在术后4 w内完全脱髓鞘，导致神经生长因子（NGF）、脑源性神经营养因子（BDNF）等神经营养因子运输障碍并活化小胶质细胞和星型胶质细胞，促进ROS产生释放[7]。NGF、BDNF等神经因子对神经元上的多种离子通道有直接调节作用，分泌减少或缺失可以导致诸如钙激活钾通道，TTX-S钠通道等表达和功能异常，直接影响细胞动作电位阈值，改变细胞兴奋性，增强疼痛反应和氧化应激水平[8]。

与单侧坐骨神经结扎模型（uCCI）比较，薛照静等[2]认为bCCI数据更加准确，可避免uCCI缺点，uCCI缺点是大鼠双侧大腿重量随时间变化慢慢失衡，对刺激敏感度不一致，导致结果失去真实性。

与CCI比较，林露等[4]发现iCCI大鼠的机械痛敏和热痛敏都明显增强，改变幅度最明显，其MDA表达上升幅度和SOD水平下降程度也最显著。虽然CCI组也有热痛阈和机械痛阈下降，但痛阈下降幅度比iCCI组低。

CCI和iCCI都具有炎症性疼痛和神经性疼痛病理特点，根据氧化应激水平差异和疼痛规律，推断这两种模型疼痛发生机制存在差异：①操作人为差异上，CCI易因结扎力度不同导致大鼠鞘膜水肿坏死程度不同，大鼠容易肢端自噬，自残率高，进而可能影响实验可重复性和实验全程观察；而iCCI由于无菌多孔胶皮的包裹保证了结扎线对神经干均匀压迫，避免丝线对急性期神经鞘膜水肿后的神经干的急性切割，进而保护了坐骨神经的血运营养和对患侧皮肤、肌肉的正常支配，并且明显减少动物的自噬自残[9]。②神经刺激上，iCCI使用无菌胶皮包裹神经，使异物对神经刺激更大，因而iCCI大鼠无菌炎症反应比传统CCI明显，氧化应激也比较增强。综上两点，iCCI会比CCI大鼠产生更持久和剧烈的疼痛表现。endprint

陈晔凌等[5]建立的分级神经病理学模型可使大鼠行为学变化与脊髓背角胶质细胞的激活状态呈等级变化趋势，且二者有一定相关性[6]。这与传统的模型只能表达出“全或无”的疼痛效应不同，促进了研究的发展。

病理学机制上，分级神经病理学模型会引起神经远端不同程度的脱髓鞘病变，对应不同程度的病理学变化[6]，与神经病理性疼痛的临床表现更符合。

1.2 SNI 坐骨神经分支选择结扎SNI模型[10]：紧紧结扎胫神经和腓总神经，切断，保留约2～4 mm神经远侧残端，仅保留腓肠神经。成功标志：大鼠出现行走困难、拖行、跛行、足外翻。参考WOOLF的SNI造模的文献有近10篇。

SNI衍生出了mSNI，冯亚平等[11]按照LEE等[12]方法建立胫神经永久性横断伤（mSNI）模型。其操作上仅紧紧结扎胫神经并剪下约5 mm的长度，保留完整的腓总神经和腓肠神经。

机理上，SNI类揭示了损伤的细胞产生旁分泌信号指示非损伤细胞改变它们的兴奋性或功能，使疼痛产生。WOOLF等[10]研究发现SNI能引起一个迅速发生并持续时间长的机械性和热刺激的超敏反应，在腓肠神经支配区域机械性异常痛敏非常明显且持续的时间长，而对其邻近隐神经支配区域的机械性异常痛敏幅度远小于腓肠神经支配区域。

SNI手术操作简单，损伤程度小，人为影响因素小，损伤后可迅速出现与临床神经病理性疼痛相似症状[10，13]。此模型最大特点是有显著的机械性异常痛敏，另一特点是热刺激可引起大鼠屈足时间延长但无热痛阈的改变。由于其有确实存在且较长的机械敏感变化和热刺激反应，所以能够模拟接近临床神经性疼痛的许多特征，是一种较理想的疼痛模型。

LEE等[12]发现同时横断胫神经和腓肠神经或单一损伤胫神经都会有较为剧烈的疼痛阈值变化。胫神经在疼痛过程中可能发挥着重要的作用[14]。他们认为单一损伤胫神经（mSNI）可能是一种比经典SNI更为稳定有效的周围性神经病理性疼痛模型。另有研究指出，mSNI后肢足跖未出现明显外翻现象，其行为学测试比SNI更为简便和准确[15]。在运动方面，足底皮肤主要是由胫神经和腓肠神经支配，腓总神经主要支配足背的内侧，保留腓总神经能保护动物足背的运动功能[12，16]。在感觉方面，痛觉敏感性的发生可能依赖于神经纤维的损伤数量，而胫神经包括了很大一部分的运动和感觉纤维[14]，所以单一切断胫神经可以有明显的通阈值变化。总之，mSNI手术手术操作更为简单，能引起持续且强烈异常性疼痛和痛觉过敏反应。

1.3 SNL 脊神经选择性结扎SNL模型[17]：暴露L5和L6神經根并结扎。成功标志：大鼠逐步表现出术侧后爪不愿着地、足底外翻等典型机械痛敏体征，PWT值逐步下降，最低点平均降至4 g以下。参考Kim的SNL造模的文献约15篇。与SNL类似的有pSNL，潘燕燕等[18]紧紧结扎坐骨神经干的1/3或1/2，此为结扎位置不同。与SNL类似的还有L5前根切断L5 VRT模型[19]：紧紧结扎并剪断L5脊神经，此多了剪断。

1.4 CCD 关于CCD，吕虎等[20]暴露右侧L4、L5孔后把4#针头弯成直角，试行探入椎间孔后退出，再将2根长4 mm、直径0.63 mm的“L”形不锈钢柱沿针道分别插入右侧L4及L5椎间孔，使其背根神经节及邻近神经根有固定压迫。成功标志：术后1～7 d的机械痛阈PWMT值下降超过20 mN。

利用不锈钢钢丝穿过椎间孔来固定压迫背根神经节（CCD），模仿椎间盘突出患者发病机制，压迫可引起躯体感觉神经元兴奋性升高、自发性动作电位生成增多，进而自发痛、痛觉过敏或机械性痛觉异常。临床上，慢性腰背痛和坐骨神经痛常见病因是腰椎的退行性变及外伤。病因结果可以是脊椎韧带钙化、椎间盘突出及骨质增生等，造成椎管和椎间孔狭窄。这些病理改变均可压迫背根神经节及邻近神经根，使神经组织局部水肿、变性以及炎性反应，进而引起下腰部及下肢放射痛、自发痛、麻木及痛觉过敏症状[21]。CCD较真实地模仿了坐骨神经痛和腰背痛的病理改变及临床症状，是研究这种疼痛的理想模型。

2总结

模拟临床疾病上，CCI类、SNL类、CCD模型模拟了腰椎间盘突出等异物压迫神经的疾病，SNI类、L5 VRT模型则模拟了神经损伤的疾病。

疼痛机制上，CCI类主要体现脱髓鞘性病变。SNI类揭示了损伤的细胞的旁分泌信号指示非损伤细胞改变它们的兴奋性或功能。SNI大鼠选择性地切断并结扎了腓总神经和胫神经，但保留了完整的腓肠神经的支配营养分泌功能，在一定程度上可以代偿损伤区的神经营养支配。SNL类、CCD也是压迫性模型，考虑与CCI类机制相似。L5 VRT有横断神经的特点，考虑与SNI类模型相似。

行为学上，金小高等[22]采用机械刺激热来测定大鼠对疼痛的敏感性，判断疼痛模型是否成功时，发现50%缩爪阈值大小依次为CCI>SNL>SNI，此部分能清楚反映三种模型在疼痛程度差异。

实验可重复性上，SNI类比CCI类有优势，因为CCI类结扎时人为因素比较大，而SNI类手术操作简单，损伤程度小，人为影响因素小。发展的mSNI只是对SNI进行改良，保留了可重复性强的优点。

3展望

目前研究主要集中在脊神经、坐骨神经对NP的影响，对于丘脑、皮质等高级神经中枢的研究较少，高级神经中枢在NP的维持上起到很重要的作用，这也将成为NP下一步的研究热点。

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收稿日期：2017-5-14；修回日期：2017-7-20

编辑/钱洪飞endprint