CN116584436B - 一种慢性原发性疼痛小鼠模型的构建方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种慢性原发性疼痛(CPP)小鼠模型的构建方法及应用,涉及实验动物模型技术领域。本发明慢性原发性疼痛小鼠模型的构建方法包括以下步骤:(1)通过测定小鼠机械痛阈基线水平筛选纳入模型构建的小鼠;(2)采用低频经皮电刺激(LF‑PENS)作用于步骤(1)筛选得到的小鼠腘窝,经多种行为学测试验证后获得慢性原发性疼痛模型小鼠。本发明慢性原发性疼痛小鼠模型是采用简易且非侵入性电刺激操作构建。本发明慢性原发性疼痛小鼠模型的构建方法步骤简单,模型构建成功率高,对慢性原发性疼痛的病理研究及药物理疗等治疗方法手段的筛选和评估具有重要价值和意义。
Description
技术领域
本发明属于实验动物模型技术领域,具体涉及一种慢性原发性疼痛小鼠模型的构建方法及应用。
背景技术
慢性原发性疼痛(Chronic primary pain,CPP)是慢性疼痛中第一大类,是指一个或多个解剖区域、持续或反复发作超过3个月的疼痛,伴有严重情感障碍(焦虑、愤怒/沮丧或抑郁)和/或功能障碍(干扰日常生活和社交交往等受到影响),且其他诊断无法解释。慢性原发性疼痛是一种疾病,诊断代码为MG 30.0,主要包括慢性弥漫性疼痛、复杂性区域疼痛综合征、慢性原发性头痛或口面部疼痛(如慢性偏头痛、三叉神经自主性疼痛、慢性灼口综合征)、慢性原发性内脏痛(如肠易激综合征)、慢性原发性肌肉骨骼疼痛等。由于慢性原发性疼痛病因不明,机制不清且无特效治疗,已成为临床上治疗的难点。然而,现存的多种慢性疼痛模型均存在炎症、组织损伤等明确诱因,不适合用于慢性原发性疼痛相关的研究。因此,迫切需要建立一种符合慢性原发性疼痛特征的动物模型,以便对其进行深入的机制研究,并为相应的临床治疗提供理论支持和靶点。
降钙素基因相关肽(Calcitonin gene related peptide,CGRP)是由37个氨基酸组成的多功能神经肽,广泛分布于外周和中枢神经系统伤害性通路中,与其受体信号通路参与疼痛的调控。研究发现在原发性三叉神经痛患者脑脊液中CGRP表达升高,且参与介导三叉神经系统伤害性神经元的敏化。此外在慢性偏头痛患者外周血中CGRP表达较阵发性偏头痛明显升高,阻断CGRP受体与抑制CGRP表达均能缓解疼痛。其他慢性原发性疼痛疾病诸如肠易激综合征和纤维肌痛综合症的患者及其模型动物中亦存在CGRP的异常高表达。基于CGRP高表达在慢性原发性疼痛病理机制中的关键作用,成功构建的慢性原发性疼痛动物模型应特征性地重现CGRP在疼痛传导通路的高表达。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种慢性原发性疼痛小鼠模型的构建方法及应用。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种慢性原发性疼痛小鼠模型的构建方法,包括以下步骤:
(1)通过测定小鼠机械痛阈基线筛选正常痛阈小鼠进行模型构建;
(2)采用低频经皮电刺激(LF-PENS)步骤(1)筛选得到的小鼠,经痛行为验证获得慢性原发性疼痛小鼠模型。
作为本发明所述慢性原发性疼痛小鼠模型构建方法的优选实施方式,所述步骤(1)中小鼠机械痛阈基线小于0.6克或在正态分布中位于(μ-2σ,μ+2σ)外的动物剔除。
作为本发明所述慢性原发性疼痛小鼠模型构建方法的优选实施方式,所述步骤(2)中的低频电刺激参数为:频率2-5赫兹,波宽0.5毫秒,直流电压8-10伏,总脉冲数100-140个。优选地,所述提供低频电刺激的电极为铂丝或银/氯化银电极。
作为本发明所述慢性原发性疼痛小鼠模型构建方法的优选实施方式,所述步骤(2)中的低频电刺激的电极定位点为小鼠左侧腘窝,位于坐骨神经走行处表面皮肤。
作为本发明所述慢性原发性疼痛小鼠模型构建方法的优选实施方式,所述步骤(1)中的小鼠为成年C57BL/6小鼠(雌雄均可)。
作为本发明所述慢性原发性疼痛小鼠模型的构建方法的优选实施方式,所述步骤(2)中的验证包括:在低频电经皮刺激1小时起测量小鼠机械痛阈、6小时起测量温度痛阈、1-2周起测量焦虑样行为、2-3周起测量小鼠抑郁样和记忆等行为。
作为本发明所述慢性原发性疼痛小鼠模型构建方法的优选实施方式,所述机械痛阈采用von Frey实验测定;所述热痛阈采用Hargreaves实验和Tail flick实验;冷痛阈采用丙酮实验测定;所述焦虑样行为采用旷场实验、高架十字迷宫实验测定;所述抑郁样行为采用糖水偏好实验、强迫游泳、悬尾实验测定;所述认知记忆行为采用新物体识别实验测定。
所述von Frey实验具体为:使用von Frey纤维丝(0.04-1.4克)垂直作用于小鼠足底皮肤表面,并且在长达5秒/五个重复刺激中至少有一个诱发阳性反应(缩足/舔足),两次测量间隔不少于1分钟,结合up-down法确定50%缩足阈值作为其机械痛阈值。所述Hargreaves实验具体为:使用足底测试仪激光发出部位对准小鼠足底中心处皮肤,启动后开始计时,当小鼠因温度升高而出现阳性缩足/舔足反应后自动停止照射,统计热刺激后撤足的潜伏期时间。需重复测量3次,两次测量间隔至少3分钟,取其平均值作为其热撤足潜伏期。所述Tail flick实验具体为:使用圆筒固定器限制小鼠活动,鼠尾自然垂下,末端1/3缓慢伸入50℃恒温水浴锅中,记录甩尾反应的出现时间,要求重复测量3次,两次间隔至少3分钟,取其平均值作为其热撤足潜伏期。所述丙酮实验具体为:使用钝头注射器吸取50微升丙酮喷射于小鼠足底中心,记录其阳性反应的潜伏期时间和剧烈程度(缩足1分,抖足2分,舔足2分,持续行为1分,可累计),要求重复测量3次,两次间隔至少1分钟,取其平均值作为冷撤足潜伏期和行为学评分。
所述糖水偏好实验具体为:小鼠禁水1天后独立饲养,笼内附有两个分别容纳40毫升蒸馏水和2%蔗糖溶液的饮水器,24小时后取出饮水器分别称量并计算偏好度(饮糖水量/总饮水量),偏好度下降程度反应抑郁样行为情况;所述强迫游泳(FST)具体为:使用均匀透明、内径30厘米的塑料筒为游泳箱,保持水位超过小鼠体长和水温舒适,记录小鼠5分钟内游泳时间和不活动时间,取不活动时间反应抑郁样状态;所述悬尾实验(TST)具体为:通过悬空固定鼠尾末端使其身体自然下垂且无法抓尾逃生,记录小鼠5分钟内挣扎时间和不活动时间,取其不活动时间反应抑郁样状态。
所述旷场实验(OFT)具体为:使用40立方厘米开口亚克力箱为旷场箱,以中心30平方厘米区域为中心区,500lux光线下记录小鼠10分钟内探索和逃避中心区的时间反应焦虑样状态。所述高架十字迷宫实验具体为:2个开放臂和2个封闭臂(30×5平方厘米)垂直组成迷宫,离地面约1.2米,记录小鼠6分钟内进入开放臂、封闭臂次数,取其躲入封闭臂的次数占比来反应焦虑状态。
新物体识别实验(NOR)具体为:使用两套物体A和B作为认知对象。记录旷场箱内小鼠5分钟内与两个A物体的交互时间(包括嗅、推、攀爬行为,单次时间<1秒计1秒)。保留小鼠偏好的A物体后更换另一个A物体为B物体,再次记录小鼠5分钟内与A、B物体的交互时间,计B物体交互时间与总交互时间的比值为偏好程度,即NOR指数,用于反映工作记忆的水平。
所述的慢性原发性疼痛小鼠模型构建方法在探究其发病机制、筛选和评估治疗慢性原发性疼痛中的应用。所述药物包括2R,6R-羟基去甲氯胺酮。
所述的慢性原发性疼痛小鼠模型构建方法在评估慢性原发性疼痛理疗疗效中的应用。所述理疗包括电针灸。
本发明还提供一种慢性疼痛模型,也就是高频刺激(HFS)坐骨神经诱导小鼠可塑性疼痛模型,用于对比已证实本发明LF-PENS构建的慢性原发性疼痛小鼠模型的有效性。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明提供一种慢性原发性疼痛小鼠模型的构建方法,该方法采用简易且非侵入性电刺激操作构建。本发明的慢性原发性疼痛小鼠模型构建方法步骤简单,模型构建成功率高,对慢性原发性疼痛的病理研究及药物理疗等治疗方法手段的筛选和评估具有重要价值和意义。
附图说明
图1为实施例1模型小鼠低频经皮电刺激(LF-PENS)操作以及建模3小鼠后悬尾后肢正常外展位。
图2为实施例1模型小鼠机械、热及冷刺激痛行为学测试后的痛阈变化。
图3为实施例1模型小鼠抑郁焦虑情绪和认知记忆等行为变化情况。
图4为实施例1模型小鼠DRG和中央杏仁核(CeA)中CGRP表达的免疫荧光染色结果。
图5为实施例2对模型小鼠机械痛阈和温度痛阈影响的结果;与对照组比较:*表示P<0.05,**表示P<0.01,***表示P<0.001,****表示P<0.0001;与低浓度组比较:#表示P<0.05,##表示P<0.01,###表示P<0.001。
图6为实施例2对模型小鼠情绪和认知行为学测定结果;各组相互比较:*表示P<0.05,**表示P<0.01,***表示P<0.001。
图7为实施例2对模型小鼠DRG和脊髓背角(SDH)中CGRP免疫荧光染色影响的结果;各组相互比较:*表示P<0.05,**表示P<0.01,***表示P<0.001,****表示P<0.0001。
图8为实施例2对模型小鼠异常情绪和认知功能对应核团脑区中c-Fos免疫荧光染色影响的结果;各组相互比较:*表示P<0.05,**表示P<0.01,***表示P<0.001,****表示P<0.0001。
图9为实施例3电针灸对慢性原发性疼痛模型小鼠机械痛阈影响的结果。
图10为实施例3电针灸对慢性原发性疼痛模型小鼠情绪和认知行为学测定的结果。
图11为实施例3电针灸对慢性原发性疼痛模型小鼠DRG和CeA中CGRP的免疫荧光染色结果。
图12为对比例实施1的高频电刺激坐骨神经(HFS)模型情绪和认知行为学测定的结果。
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方法,对本发明的上述内容作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例。实施例中,所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法,所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实施例1一种慢性原发性疼痛小鼠模型的构建方法
本实施例提供一种慢性原发性疼痛小鼠模型的构建方法,包括以下步骤:
(1)将成年C57BL/6小鼠适应性饲养一周,并在第5-7天每天同一时间测定所有小鼠的基础机械痛阈值和温度痛阈值,将机械痛阈结果小于0.6克或在正态分布中位于(μ-2σ,μ+2σ)外的动物剔除,其余纳入模型构建,保证每组动物用于行为学统计数量≥4只/组。所述机械痛阈测定方法:使用von Frey纤维丝(0.04-1.4克)垂直作用于小鼠足底皮肤表面,并且在长达5秒/五个重复刺激中至少有一个诱发缩足/舔足阳性反应,两次测量间隔不少于1分钟,结合up-down法确定50%缩足阈值作为其机械痛撤足潜伏期。所述的热刺激撤足潜伏期测定方法:使用足底测试仪激光发出部位对准小鼠足底正中皮肤,启动后开始计时,当小鼠因温度升高而出现缩足/舔足阳性反应后停止光照,统计热刺激后的潜伏期时间。要求重复测量3次,两次测量间隔至少3分钟,取其平均值作为其热痛撤足潜伏期。
(2)给予小鼠1.5~2%的异氟烷平稳吸入实现麻醉诱导并维持直至电刺激结束。将小鼠以右侧卧位安置在手术台上,用电动剃毛刀对小鼠的左侧腘窝附近部位进行备皮,具体部位包括左腿膝关节上下各1.5厘米处外侧和背侧的皮肤。将小鼠左腿横跨于直径约1厘米的柱体之上,使得坐骨神经走行处表面皮肤暴露,用医用胶布固定左足避免操作过程中滑动。70%酒精或生理盐水湿润腘窝局部皮肤,定位小鼠左侧腘窝,使用铂电极于坐骨神经走行处表面皮肤行经皮低频电刺激;所述低频电刺激参数为:频率2赫兹,波宽0.5毫秒,直流电压10伏,总脉冲数120个。
(3)电刺激后1小时起测量小鼠机械痛阈,6小时起测量温度痛阈,1-2周起测量焦虑样行为和认知改变,1-3周起测量小鼠抑郁样行为,采用行为分析和免疫荧光等技术评价慢性原发性疼痛模型是否建立成功。
统计学处理:采用GraphPad Prism 8.0版处理并绘制统计结果。所有数据均满足正态性,组间比较采用重复测量的单/双因素方差分析(one-way ANOVA with Tukey'smultiple comparisons test/two-way ANOVA with Dunnett's multiple comparisonstest),P<0.05时认为差异有统计学意义。
实验结果如图1-4所示,低频电刺激操作时小鼠体位(上左)、电极定位(下)及建模3小时后下肢正常外展功能如图1所示。
由图2可知,低频电刺激前,各组小鼠的机械痛阈和温度痛阈无明显差异(P>0.05)。自刺激后1天起,模型组小鼠的双侧机械痛阈明显低于对照组(P<0.01,P<0.01)。刺激后6小时,模型组小鼠的同侧热痛阈明显低于对照组(P<0.05)。刺激后12天初次进行冷痛测量时,模型组小鼠的双侧冷痛行为学评分明显低于对照组(P<0.01),对侧冷痛阈明显低于对照组(P<0.01);继而在13-16天,模型组小鼠的双侧冷痛阈明显低于对照组(P<0.05-0.01)。以上结果表明模型组小鼠成功诱导急性双侧疼痛并出现慢性化。
由图3可知,低频电刺激刺激后1周,高架十字迷宫实验和旷场实验反应模型组小鼠焦虑样行为明显高于对照组(P<0.05-0.01);刺激2周后,新物体识别实验反应模型组小鼠工作记忆损害明显高于对照组(P<0.01-0.001);刺激1~3周的糖水偏好实验、刺激2周后的体重变化、3周后的强迫游泳和悬尾实验(P<0.05-0.01,P<0.001,P<0.01-0.001,P<0.001)反应模型组小鼠抑郁样行为明显高于对照组。以上结果表明模型组小鼠成功出现慢性原发性疼痛的共病特征,即焦虑、抑郁等情绪障碍和记忆认知障碍。
由图4可知,免疫荧光染色结果表明与对照组相比,模型组小鼠(3小时,1天,18天)双侧DRG和CeA均出现CGRP表达上调(P<0.05-0.0001)。以上结果表明模型小鼠出现与行为学表型相对应的组织结构结构与功能改变。
实施例2 2R,6R-羟基去甲氯胺酮抑制慢性原发性疼痛的药效评价
本实施例采用实施例1制备得到的慢性原发性疼痛模型小鼠对2R,6R-羟基去甲氯胺酮抑制慢性原发性疼痛的药效进行评价,具体方法如下:
(1)实验动物及分组:实验动物均购自广东省医学实验动物中心,许可证号:粤饲证(2019)05073,伦理审查编号:SYSU-IACUC-2022-B0849。小鼠在标准条件(相对湿度50±10%、12小鼠明暗循环、温度22±2℃)下每笼5只常规喂养,自由饮水进食。选用30只SPF级成年C57BL/6(体重20±2克,雌雄各半)小鼠随机分为4组:生理盐水对照组(n=5)、慢性原发性疼痛模型组(n=7)、2R,6R-羟基去甲氯胺酮21μM鞘内注射组(低浓度组,n=9)、2R,6R-羟基去甲氯胺酮42μM鞘内注射组(高浓度组,n=9)。鞘内注射用溶剂生理盐水经高温蒸汽灭菌,于无菌操作台完成配伍后分装,-20℃冻存。
(2)对实施例1制备得到的慢性原发性疼痛模型小鼠进行分组实验:
(a)生理盐水对照组:刺激前1天予生理盐水10微升鞘内注射;刺激中予1.5~2%异氟烷吸入麻醉与备皮;刺激后4天开始予第2次鞘内注射,此后间隔5天注射,直至29天停止,共计6次。
(b)慢性原发性疼痛模型组:刺激前1天予生理盐水10微升鞘内注射;术中予1.5~2%异氟烷吸入麻醉与LF-PENS刺激;刺激后4天开始予第2次鞘内注射,此后间隔5天注射,直至29天停止,共计6次。
(c)低浓度组:刺激前1天予2R,6R-羟基去甲氯胺酮21μM(注射体积10微升)鞘内注射预防;刺激中予1.5~2%异氟烷吸入麻醉与LF-PENS刺激;刺激后4天开始予第2次鞘内注射治疗,此后间隔5天注射,直至29天停止,共计6次。
(d)高浓度组:刺激前1天予2R,6R-羟基去甲氯胺酮42μM(注射体积10微升)鞘内注射预防;刺激中予1.5~2%异氟烷吸入麻醉与LF-PENS刺激;刺激后4天开始予第2次鞘内注射治疗,此后间隔5天注射,直至29天停止,共计6次。
给药剂量计算方法:根据国际公认2R,6R-羟基去甲氯胺酮的小鼠抗抑郁相关浓度10-30毫克/千克腹腔注射,参考体内血液药物峰值时间(30分钟)于中枢富集相关浓度,换算为约21-42μM鞘内注射。
实验时间线基本参考实施例1,药物预防结束后,自刺激4天后持续测量2R,6R-羟基去甲氯胺酮治疗对慢性原发性疼痛小鼠机械痛阈的影响,在15-18天测量对冷痛痛阈的影响,于刺激2周后测量动物焦虑样行为,3周后测量动物抑郁样行为和记忆损害程度。
统计学处理:采用GraphPad Prism 8.0版处理并绘制统计结果。所有数据均满足正态性,组间比较采用重复测量的单/双因素方差分析(ordinary one-way ANOVA withTukey's multiple comparisons test/two-way ANOVA with Dunnett's multiplecomparisons test),P<0.05时认为差异有统计学意义。
实验结果如图5所示:
由图5可知,自刺激4天后,模型组小鼠的双侧机械痛阈明显低于对照组(P<0.0001,图中未显示),2R,6R-羟基去甲氯胺酮(2R,6R-HNK)持续治疗有效提升模型小鼠双侧机械痛阈(P<0.05-0.0001),且存在浓度依赖性(P<0.05-0.01)。刺激15-18后天进行冷痛测量时,模型组小鼠的双侧冷痛阈和行为学评分明显低于对照组(P<0.05-0.0001,图中未显示),2R,6R-羟基去甲氯胺酮持续治疗有效提升模型小鼠双侧冷痛阈(P<0.05-0.0001),且存在浓度依赖性(P<0.001)。以上结果表明2R,6R-羟基去甲氯胺酮持续治疗成功缓解动物模型的慢性原发性疼痛。
由图6可知,低频电刺激2周后,高架十字迷宫实验反应模型组小鼠焦虑样行为明显高于对照组(P<0.05),2R,6R-羟基去甲氯胺酮(2R,6R-HNK)对此没有治疗效果。刺激3周后,新物体识别实验反应模型组小鼠工作记忆损害明显高于对照组(P<0.05),高浓度2R,6R-羟基去甲氯胺酮治疗有效提升模型小鼠记忆(P<0.05);3周后的糖水偏好实验、强迫游泳和悬尾实验(P<0.05-0.01,P<0.05,P<0.05)反应模型组小鼠抑郁样行为明显高于对照组,低浓度2R,6R-羟基去甲氯胺酮治疗仅缓解糖水偏好实验中模型小鼠抑郁样行为(P<0.01),而高浓度2R,6R-羟基去甲氯胺酮治疗有效提升三种实验中模型小鼠抑郁样行为(P<0.001,P<0.05,P<0.01)。以上结果表明模型组小鼠成功出现慢性原发性疼痛的共病特征,而高浓度2R,6R-羟基去甲氯胺酮持续治疗缓解慢性原发性疼痛动物模型的抑郁与记忆障碍而非焦虑障碍。
由图7可知组织免疫荧光结果表明模型组小鼠(26天)相比对照组,双侧DRG和脊髓SDH区域均出现CGRP表达上调(P<0.05-0.0001),而高浓度2R,6R-羟基去甲氯胺酮(2R,6R-HNK)持续治疗成功逆转该改变。以上结果表明2R,6R-羟基去甲氯胺酮的镇痛作用可能与逆转模型动物的病理结构改变有关。
由图8可知组织免疫荧光结果表明模型组小鼠相比对照组,双侧中央杏仁核(CeA,3小时)、外侧僵核(LHb,3小时)和前扣带回皮质(ACC,26天)等与慢性疼痛负性情绪或功能相关的区域均出现神经元兴奋性标记物c-Fos、p-CREB或p-ERK信号的表达上调(P<0.001-0.0001),而高浓度2R,6R-羟基去甲氯胺酮持续治疗成功逆转该改变。以上结果表明2R,6R-羟基去甲氯胺酮疗效可能与逆转动物模型的组织结构与功能的改变有关。
实施例3电针灸抑制慢性原发性疼痛的疗效评估
本实施例采用电针灸对实施例1制备得到的慢性原发性疼痛模型小鼠对疼痛的疗效进行评估,具体包括以下步骤:
(1)选用26只SPF级成年C57BL/6小鼠(体重20±2克,雌雄各半)为研究对象,实验动物均购自广东省医学实验动物中心,许可证号:粤饲证(2019)05073,伦理审查编号:SYSU-IACUC-2022-B0849,小鼠均在标准条件(相对湿度50±10%、12小时明暗循环、温度22±2℃)下每笼5只,普通喂养,自由饮水。随机分为4组,分别为对照组(n=7只)、慢性原发性疼痛模型组(n=7)、电针灸急性镇痛组(n=6),电针灸慢性镇痛组(n=6)。实验中除去免疫荧光染色取材用动物,保证每组动物用于行为学统计数量≥4-5只/组。
(2)对实施例1制备得到的慢性原发性疼痛模型小鼠进行分组实验:
(a)对照组:刺激中仅予1.5~2%异氟烷吸入麻醉与备皮,并于刺激2天或30天再次予1.5~2%异氟烷吸入麻醉和备皮。
(b)模型组:0天予1.5~2%异氟烷吸入麻醉与LF-PENS并于刺激2天或30天再次予1.5~2%异氟烷吸入麻醉和备皮。
(c)电针灸镇痛组:术中予1.5~2%异氟烷吸入麻醉与LF-PENS,并于3天(EA1)或30天(EA2)在1.5~2%异氟烷吸入麻醉下在足三里穴位(ST36)予以低频电针灸进行模型急性期与慢性期的电针镇痛(2赫兹,1毫安,0.1毫秒,20分钟)。
实验时间线基本参考实施例1,进行多种行为学测试,并于建模刺激后第3、25天行DRG与中央杏仁核(CeA)取材进行CGRP、p-CREB免疫荧光染色。
统计学处理:采用GraphPad Prism 8.0版处理并绘制统计结果。所有数据均满足正态性,组间比较采用重复测量的单/双因素方差分析(one-way ANOVA with Tukey'smultiple comparisons test/two-way ANOVA with Dunnett's multiple comparisonstest),P<0.05时认为差异有统计学意义。
实验结果如图9-图11所示:
由图9可知,自刺激后1小鼠起,模型组小鼠的双侧机械痛阈明显低于对照组(P<0.01-0.0001),而术后3天或30天单次电针灸镇痛治疗有效提升模型小鼠双侧机械痛阈(P<0.01-0.001)持续3周与2天。以上结果表明单次电针灸镇痛治疗成功缓解动物模型的慢性原发性疼痛。
由图10可知,低频电刺激7周后,高架十字迷宫实验反应模型组小鼠焦虑样行为明显高于对照组(P<0.0001),单次电针灸镇痛治疗有效缓解模型小鼠焦虑障碍(P<0.001)但仍未恢复正常水平(P<0.05);同一时期,糖水偏好实验和强迫游泳反应模型组小鼠抑郁样行为明显高于对照组(P<0.01,P<0.001),单次电针灸镇痛治疗有效缓解模型小鼠抑郁样行为(P<0.01,P<0.001);相对的,新物体识别实验反应模型组小鼠工作记忆损害明显高于对照组(P<0.01-0.0001),单次电针灸镇痛对此并无治疗效果。以上结果表明模型组小鼠成功出现慢性原发性疼痛的共病特征,而单次电针灸不仅能镇痛,还能缓解慢性原发性疼痛动物模型的焦虑与抑郁等情绪障碍而非记忆障碍。
由图11免疫荧光结果可知,与对照组相比,模型组小鼠3天同侧DRG出现CGRP和p-CREB表达与共表达(箭头)均上调(P<0.0001),25天双侧CeA出现CGRP表达上调(P<0.001);而单次电针灸治疗成功逆转该改变(P<0.001~0.0001),对侧DRG的p-CREB也有下降,但未恢复正常水平(P<0.01)。这提示单次电针灸疗效可能与逆转动物模型的组织结构与功能改变有关。
实施例4用于对比实施例1的HFS模型诱导可塑性疼痛的共病行为学评估
本对比例通过监测现有的HFS模型的疼痛相关的负性情绪与记忆认知行为学情况,评估其作为慢性原发性疼痛动物模型的应用缺陷。具体包括以下步骤:
(1)选用16只SPF级成年C57BL/6小鼠(体重20±2克,雌雄各半)为研究对象,实验动物均购自广东省医学实验动物中心,许可证号:粤饲证(2019)05073,伦理审查编号:SYSU-IACUC-2022-B0849,小鼠均在标准条件(相对湿度50±10%、12小时明暗循环、温度22±2℃)下每笼5只饲养,普通饲料喂养,自由饮食水。随机分为2组,分别为对照组(n=8)、HFS模型组(n=8)。
(2)HFS模型组:予小鼠1.5~2%的异氟烷平稳吸入实现麻醉诱导并维持直至电流刺激结束。将小鼠以右侧卧位安置在手术台上,用电动剃毛刀对小鼠的左侧腘窝附近部位进行备皮,具体部位包括左腿膝关节上下各1.5厘米处外侧和背侧的皮肤。将小鼠左腿横跨于直径约1厘米的柱体之上,用医用胶布固定左足避免术中滑动。解剖左侧坐骨神经,使用铂电极直接给予神经高频电刺激(频率100赫兹,波宽0.5微秒,直流电压10伏,脉冲数100个,每串持续1秒;间隔10秒,共4串400个脉冲);最后,将肌肉和皮肤分层缝合;
对照组:予小鼠1.5~2%的异氟烷平稳吸入实现麻醉诱导并维持直至电流刺激结束。将小鼠以右侧卧位安置在手术台上,用电动剃毛刀对小鼠的左侧腘窝附近部位进行备皮,具体部位包括左腿膝关节上下各1.5厘米处外侧和背侧的皮肤。将小鼠左腿横跨于直径约1厘米的柱体之上,用医用胶布固定左足避免术中滑动,然后切开皮肤,钝性分离肌肉后暴露左侧腘窝处坐骨神经主干,随即将肌肉与皮肤分层缝合。
(3)实验时间线基本参考实施例1,对于行为学分组,在术后30天测量焦虑、抑郁和记忆等行为变化。
统计学处理:采用GraphPad Prism 8.0版处理并绘制统计结果。所有数据均满足正态性,组间比较采用重复测量的单/双因素方差分析(one-way ANOVA with Tukey'smultiple comparisons test/two-way ANOVA with Dunnett's multiple comparisonstest),P<0.05时认为差异有统计学意义。
实验结果如图12所示,高频电刺激(HFS)30天后,仅高架十字迷宫实验反应HFS模型组小鼠焦虑样行为高于对照组(P<0.05),而旷场实验、糖水偏好实验和新物体识别实验显示HFS术后30天小鼠焦虑、抑郁和认知等行为并未明显高于对照组。以上结果表明HFS模型组不能稳定诱导慢性原发性疼痛包括情绪和功能障碍在内的共病症状,因此不能用作慢性原发性疼痛动物模型。
最后应当说明的是,上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其应用,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (4)
1.一种慢性原发性疼痛小鼠模型的构建方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)通过测定小鼠机械痛阈基线筛选正常痛阈小鼠进行模型构建;
(2)采用低频经皮电刺激步骤(1)筛选的小鼠,经痛行为验证获得慢性原发性疼痛小鼠模型;
所述步骤(2)中的低频电参数为:频率2-5赫兹,波宽0.5毫秒,直流电压8-10 伏,总脉冲数100-140个;
所述步骤(2)中的低频电刺激的电极定位点为小鼠左侧腘窝,位于坐骨神经走行处表面皮肤;
所述步骤(1)中的小鼠为成年C57BL/6小鼠;
所述步骤(2)中的验证包括:在低频经皮电刺激1小时后测量机械痛阈、6小时后测量热/冷痛阈、1-2周后测量焦虑样行为、2-3周后测量抑郁样行为和认知记忆行为的变化。
2.根据权利要求1所述的慢性原发性疼痛小鼠模型构建方法,其特征在于,所述步骤(1)中将小鼠机械痛阈基线水平小于0.6克的动物剔除,其余纳入模型构建。
3.根据权利要求1所述的慢性原发性疼痛小鼠模型构建方法,其特征在于,所述机械痛阈采用von Frey实验测定;所述热痛阈采用Hargreaves实验和Tail flick实验测定;冷痛阈采用丙酮实验测定;所述焦虑样行为采用旷场实验、高架十字迷宫实验测定;所述抑郁样行为采用糖水偏好实验、强迫游泳、悬尾实验测定;所述认知记忆行为采用新物体识别实验测定。
4.权利要求1~3所述的慢性原发性疼痛小鼠模型构建方法在探究其发病机制、筛选和评估治疗慢性原发性疼痛的药物中的应用。
Priority Applications (1)
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CN202310536084.XA CN116584436B (zh) | 2023-05-12 | 2023-05-12 | 一种慢性原发性疼痛小鼠模型的构建方法及应用 |
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