动物模型与评估丨部分坐骨神经结扎模型

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部分坐骨神经结扎模型（Partial Sciatic Nerve Ligation，PSNL）是一种用于研究慢性神经病理性疼痛的动物模型。在这个模型中，通过结扎坐骨神经的一部分来诱导疼痛状态，模拟人类神经损伤后的疼痛症状。

原理：选择性地结扎小鼠坐骨神经的一部分分支，造成神经的部分损伤，引起神经纤维的异常放电和神经递质的紊乱，导致疼痛。该模型通过对啮齿动物（如大鼠、小鼠）的坐骨神经进行部分结扎，破坏神经的完整性和正常功能，从而模拟临床上常见的神经损伤引起的神经病理性疼痛状况。结扎后，神经纤维的轴突运输受到阻碍，神经传导发生异常，引发一系列神经可塑性变化，导致疼痛的产生和持续。

模型优点：

PSNL模型能够再现人类神经病理性疼痛的许多症状，如自发痛、痛觉过敏和痛觉超敏。此外，该模型手术过程相对快速和简单，且允许对同侧和对侧爪子进行比较，评估中枢敏化的影响。

实验步骤：

在PSNL模型中，通常使用非吸收性的尼龙线来结扎坐骨神经的背侧三分之一。这种结扎方式会导致神经的局部压迫，进而引发神经病理性疼痛。一般在大鼠或小鼠的一侧后肢大腿中部做一个纵向切口，小心分离肌肉和筋膜，暴露坐骨神经及其分支。手术暴露坐骨神经后，选择神经的1/3-1/2进行结扎，一般使用丝线进行紧密结扎。然后，使用丝线或其他材料对坐骨神经的部分分支进行紧密结扎，通常保留部分神经纤维不受损伤，以模拟部分神经受损的临床情况。最后，逐层缝合肌肉、筋膜和皮肤，完成手术。术后小鼠会出现同侧后肢的疼痛行为，如跛行、舔足等。

疼痛行为学变化：

在术后一段时间内，动物会逐渐出现一系列疼痛相关的行为学改变。例如，出现自发痛行为，表现为频繁舔舐、咬结扎侧后肢；还会出现对机械刺激和热刺激的超敏反应，即对轻微的触摸或正常温度不引起疼痛的刺激产生强烈的疼痛反应。

PSNL模型的小鼠会表现出机械和热痛觉过敏，以及持续性疼痛。这些行为学改变通常通过多种测试来评估，如von Frey测试、热板测试和冷板测试等。测量机械性痛觉过敏和热性痛觉过敏是评估神经病理性疼痛模型中疼痛敏感性变化的两种常用方法。

1、 机械性痛觉过敏的测量：

机械性痛觉过敏通常通过von Frey刺激来评估。在实验中，动物被放置在一个带有网状金属地板的塑料笼中，适应60分钟。然后，使用不同弯曲力的von Frey（范围从0.1到8克）垂直应用于动物后爪的中植物表面。每次被保持大约3秒钟，间隔10分钟。测试从1.4克开始，如果动物在刺激下撤回后爪，则定义为阳性反应。根据反应情况，调整力值，进行一系列的刺激，直到反应发生变化，然后计算50%的爪子撤回阈值。

2、热痛觉过敏的测量：

热性痛觉过敏的评估通常使用植物性测试装置，通过测量动物对辐射热的后爪撤回潜伏期来评估。在实验中，小鼠被放置在玻璃表面上的隔间中，并允许它们适应60分钟。然后，将一个移动的辐射热源聚焦在后爪上，记录小鼠从热源移开其后爪所需的时间。热刺激的强度被调整，以实现在正常小鼠中大约9-11秒的平均基线爪子撤回潜伏期。为了预防组织损伤，如果20秒内没有反应，则测试会被终止。对于右后爪的平均撤回潜伏期，通过在5分钟间隔内进行的五次独立试验来确定，以防止热敏化和行为干扰。

3、转棒测试：

转棒装置由一根直径为3厘米的杆组成，该杆分为五个隔间。记录小鼠从转棒上掉落所需的时间作为潜伏期（秒）。在给药前，小鼠每天训练3天，转棒以恒定速度16转/分钟旋转。测试当天，只有能够保持平衡在旋转杆上180秒（截止时间）的小鼠被选中进行测试。结果表示为各组小鼠在转棒上保持平衡的平均时间。

Fig1 PSNL模型示意图及评估

文献引用：

1.Korah HE, Cheng K, Washington SM, Flowers ME, Stratton HJ, Patwardhan A, Ibrahim MM, Martin LF. Partial Sciatic Nerve Ligation: A Mouse Model of Chronic Neuropathic Pain to Study the Antinociceptive Effect of Novel Therapies. J Vis Exp. 2022 Oct 6;(188).

2.Wu, Ye., Li, Yd., Luo, Yj. et al. Gelsemine alleviates both neuropathic pain and sleep disturbance in partial sciatic nerve ligation mice. Acta Pharmacol Sin 36, 1308–1317 (2015).

3.De Logu, F., Nassini, R., Materazzi, S. et al. Schwann cell TRPA1 mediates neuroinflammation that sustains macrophagedependent neuropathic pain in mice. Nat Commun 8, 1887 (2017).

4.Kuribara H, Higuchi Y, Tadokoro S . Effects of central depressants on rota-rod and traction performances in mice. Jpn J Pharmacol 1977; 27: 117–26.

5.Wang HJ, Heijnen CJ, Eijkelkamp N, Garza Carbajal A, Schedlowski M, Kelley KW, et al. GRK2 in sensory neurons regulates epinephrine-induced signalling and duration of mechanical hyperalgesia. Pain 2011; 152: 1649–58.

6.Wang HJ, Heijnen CJ, van Velthoven CTJ, Willemen HLDM, Ishikawa Y, Zhang X, et al. Balancing GRK2 and EPAC1 levels prevents and relieves chronic pain. J Clin Invest 2013; 123: 5023–34.

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