23年3月22日实验室记录--疼痛动物模型，你pick哪一种？

与光同辉

疼痛是一种由急性或潜在组织损伤引起的不愉快的感觉及情感体验。它既是一种生理反应，又是一种主观的自觉症状。疼痛常伴随各种急性或慢性疾病，由于它的发作给患者带来的痛楚，会使人出现睡眠紊乱、食欲缺乏、精神崩溃甚至人格扭曲和家居不宁等后果，致使不少病人因无法忍受长期的疼痛折磨而选择自杀，为了更好地了解疼痛的产生机制，并指导疼痛患者的治疗及护理，MDL致力于动物模型的研究，试图模拟人类疾病或创伤等导至的各类疼痛。


一
神经病理性疼痛模型

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皮质或丘脑痛模型
造模方法：

皮质或丘脑痛模型通过微量注射兴奋性毒性介质到躯体感觉皮质区或丘脑核团引起疼痛，这些介质包括苦味毒素或者红藻氨酸等。
其中直接在丘脑微量注射IV型胶原已被研究用于模拟出血性脑卒中。皮质和丘脑痛通常引起机械痛敏和热痛敏，并伴随自发痛行为，其影响的肢体会有抬举、摇动行为及转轮活动减少。

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2
脊髓损伤模型
典型的脊髓损伤模型，包括重物坠落或挫伤模型、脊髓压榨型、动脉瘤压迫脊髓型、神经毒性损伤型模型等。上述模型被广泛用于模拟脊髓损伤后疼痛的研究中。
造模方法：

用vonFrey法可检测到痛觉超敏现象。

脊髓病理切片显示不完全损伤, 但后果不一。自噬发生比例与损伤程度有关, 甚至可以达到50%。因其严重自发痛发生比例较高, 重复性较好, 与人类脊髓损伤后中枢痛的自发痛情况相类似, 故可供研究疼痛机制。

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周围神经损伤模型
坐骨神经慢性压迫模型,目前在临床动物实验中广泛应用。
造模方法：

利用3～4根铬制羊肠线宽松结扎一侧坐骨神经中段。术后5～7天手术动物开始出现疼痛反应，如舔足、跛行、避免使用手术侧足行走等，10～14天达高峰，约持续2月消退，期间几乎不出现自噬现象。术后可进行机械痛或热痛的测量以评估痛觉过敏及痛觉异常程度。
缺点：

结扎的力度难以保持一致，造成的神经损伤程度不易控制。

二
炎性疼痛模型

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辣椒素致痛模型
造模方法：局部注射辣椒素。

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角叉菜胶致痛模型
造模方法：

在实验动物的足爪、肌肉、关节等部位注射角叉菜胶，最初引起急性炎症，2周后可转化成慢性炎症。
用途：

该模型主要用于了解急性炎性痛以及模拟组织损伤的条件，如关节扭伤、拉伤、肌炎。

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3
完全弗氏佐剂致痛模型
造模方法：

完全弗氏佐剂常被用于注射到实验动物的尾部、足爪、肌 肉、关节，其引起的慢性炎症较角叉菜胶更甚。在注射部位周围及远处均能引起热痛及机械痛觉敏感。同时实验动物的后肢的承重减弱、自发痛行为及非反射性疼痛行为增强、转轮活动减少。完全弗氏佐剂被用于模拟慢性炎性痛相关的疾病，尤其是类风湿性关节炎和腱鞘炎伴随疼痛的情况。

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4
福尔马林致痛模型
造模方法：

选取大鼠，在一侧足背皮下注射 0.5％～2.5％的福尔马林溶液（50μl／只），疼痛行为的表现程度与注射药物浓度相关。其痛觉敏感表现分两个时相：第一时相（注射后0～5分钟）为福尔马林直接刺激局部神经末梢引起；第二时相（注射后20～30分钟）为药物引起局部释放验证介质增加痛敏所致。
用途：

该法致痛刺激持久，可模拟急性损伤导至的持续性疼痛，用于研究药物镇痛作用的疼痛模型。

三
内脏痛模型

内脏痛模型通过刺激实验动物腹膜、腹部和盆腔空腔脏器来观察其疼痛行为。伤害性刺激因素包括电流、机械损伤、局部缺血以及化学药物。
制备腹膜、腹部和盆腔空腔脏器的内脏痛的常用方法分别为：醋酸扭体法、结直肠扩张法和膀胱炎模型。



醋酸扭体法用于研究腹膜伤害感受器并测量自发痛，对实验动物腹腔内注射0.6％乙酸刺激脏层和壁层腹膜，产生面积大、持续时间长的疼痛，研究者可观察并记录动物的疼痛行为（伸展、蜷缩、腹部贴地）次数。该 法简便易行、重复性好，常用于中枢和外周镇痛药的研究，但不能在同一动物上进行时效分析，动物用量较多，且缺乏特异性，个体差异大，需与其他实验相结合进行。


结肠扩张法是腹腔空腔脏器扩张法中最为常用的方式。通过对结肠充气，继而测量腹部肌肉的肌电活动，该模型已被验证能模拟人类的内脏痛。膀胱炎模型则是对泌尿生殖道注射有毒物质（如血管内皮生长因子、环磷酰胺、细菌）来建模，评估动物的诱发痛行为、扩张内脏运动反应、腹部或足爪的次级痛觉过敏。


膀胱炎模型则是对泌尿生殖道注射有毒物质（如血管内皮生长因子、环磷酰胺、细菌）来建模，评估动物的 诱 发 痛 行 为、扩张内脏运动反应、腹部或足爪的次级痛觉过敏。
四
关节炎疼痛模型

用于研究关节疼痛的模型，包括炎症引起的疼痛模型和组织损伤引起的疼痛模型。
造模方法：

对单一关节注射炎性刺激物，如角叉菜胶、辣椒素、完全弗氏佐剂等，引起单关节局部炎症，模拟急性和慢性炎症反应。
骨性关节炎模型常通过对实验动物进行关节周围组织损伤建立，包括断离前交叉韧带、半月板切除术、颞下颌关节部分切除术。这些模型均伴随关节破坏，尤其是关节软骨的损伤情况与骨性关节炎病患情况相似。单一注射谷氨酸钠乙酸也可引起动物关节破坏、炎症、细胞因子水平升高和疼痛行为，故该模型也常用于模拟骨性关节炎。这些模型表现出多种疼痛行为，包括关节运动发声和肢体承重的减弱。

五
癌痛模型

肿瘤相关疼痛通过在颌面部局部异种移植癌症细胞模拟颌面痛，或在骨部异种移植癌症细胞模拟转移性骨痛。该模型动物表现行为与癌症患者相似，如对机械痛、热痛及触痛敏感，控制力减弱。除了癌症本身引起的疼痛，化疗过程中也常常引起周围神经病变。对实验动物全身注射化疗药物模拟化疗所致的周围神经病变，动物模型的疼痛行为表现亦与化疗患者相似，包括机械痛及热痛敏感。

六
其他疾病模型

与外科领域密切相关的术后疼痛模型主要是通过对实验动物足底皮肤、筋膜和肌肉作一纵向切口建模，引起浅层组织和深部组织损伤，可复制外科手术导至的病理学改变。实验动物表现出热痛敏、机械痛敏和自发痛行为。

结论  

目前对动物疼痛研究的领域尚存在一些不足。主要体现在：
第一，现有的动物模型与自然状况仍有一定差距。对此，与人类病理生理状态更贴合的动物模型将成为未来研究的新方向。
第二，疼痛行为的测量过度集中于由温度或机械刺激所导至的疼痛行为变化，这与人类症状并不完全吻合。
第三，在实验过程中，研究者大多只关注疼痛本身，对疼痛的伴随症状未予重视。
第四，慢性疼痛在人群中的流行病学特征与动物研究选择的被试存在明显的不匹配，而性别、年龄、遗传等因素均对实验结果产生强烈影响。