突破神经病理性疼痛研究困境:小鼠模型电生理特征新发现与评估技术大揭秘

【字体: 时间:2025年02月24日 来源:Heliyon 3.4

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  为解决神经病理性疼痛(NP)研究中坐骨神经功能评估方法不统一的问题,日本山口大学医学院的研究人员开展小鼠 NP 模型电生理特征研究。他们建立评估方法并揭示模型特征,为 NP 研究提供新方法,推荐科研读者阅读123。

  
在疼痛研究的领域中,神经病理性疼痛(Neuropathic Pain,NP)一直是个备受关注的难题。为了深入探究它,科研人员开发了许多实验性神经病理性疼痛模型,这些模型大多是基于外周损伤建立的,在疼痛机制分析、治疗方法探索、轴突再生和髓鞘再生研究等方面发挥着重要作用。

然而,这个看似蓬勃发展的研究领域却存在着一个棘手的问题。就像建造房屋需要精准的测量工具一样,评估坐骨神经功能对于研究神经病理性疼痛至关重要。以往的研究中,评估坐骨神经功能的方法和结果可谓是五花八门。不同的研究在评估坐骨神经功能时,采用的方法各不相同,这就好比每个工匠都按照自己的标准去测量,得出的结果自然千差万别。这种差异使得在创建和治疗神经病理性疼痛实验模型时,很难准确地从电生理学角度客观评估坐骨神经功能及其恢复情况,严重影响了研究的准确性和可靠性。

为了解决这些问题,来自日本山口大学医学院骨科的 Hidenori Suzuki、Masahiro Funaba 等人在《Heliyon》期刊上发表了一篇名为 “Electrophysiological characteristics of neuropathic pain model in mice and a technique to evaluate peripheral nerve damage in the sciatic nerve” 的论文。他们通过研究,成功建立了评估坐骨神经功能的方法,揭示了 NP 小鼠模型的电生理特征,这一成果就像为这个混乱的领域带来了一把精准的 “标尺”,意义非凡。

在这项研究中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是动物模型构建技术,他们选用了雄性 C57BL/6 J 小鼠、C57BLKS/J lar - + Leprdb/+Leprdb(db/db)小鼠,还构建了紫杉醇诱导的神经病理性疼痛(PI - NP)模型和坐骨神经分支选择性损伤(SNI)手术模型。其次是神经传导研究技术,利用诱发电位 / 肌电图仪和双极电极,分别记录感觉神经动作电位(SNAPs)和复合肌肉动作电位(CMAPs)。最后,通过足底撤回试验和 von Frey 撤回试验来评估疼痛行为。

下面来看看具体的研究结果:

3.1 神经传导研究中 NP 小鼠模型的电生理特征


3.1.1 感觉神经动作电位


研究人员对坐骨神经的 SNAPs 进行了测量。结果发现,不同模型的小鼠呈现出不同的特征。EN(SNI)模型的小鼠,其 SNAPs 振幅显著降低,潜伏期明显延长,感觉传导速度(SCV)也更低,这表明这些小鼠的坐骨神经出现了严重的感觉障碍,还伴有痛觉过敏,就好像神经传递的 “信号高速公路” 出现了严重堵塞。DN(db/db)模型的小鼠,虽然 SNAPs 振幅没有明显变化,但潜伏期延长,SCV 降低,说明存在中度感觉障碍和痛觉过敏。而 CIPN(紫杉醇)模型的小鼠,尽管通过足底和 von Frey 试验证实存在痛觉过敏,但在电生理方面,SNAPs 振幅、潜伏期和 SCV 与正常小鼠相比并无显著差异,这意味着该模型仅表现出轻微的感觉障碍1

3.1.2 复合肌肉动作电位


在测量坐骨神经的 CMAPs 时,研究人员发现,只有 EN(SNI)模型的小鼠,其运动诱发电位振幅显著低于正常小鼠,这表明该 NP 小鼠模型存在感觉障碍和坐骨神经脱髓鞘,影响了肌肉的正常运动指令传递。而 CIPN(紫杉醇)和 DN(db/db)模型的小鼠,仅表现出感觉障碍,运动功能并未丧失,就好像只是 “感觉信号” 出了点小问题,“运动信号” 还能正常传递2

3.2 足底试验 /von Frey 试验


为了进一步确认 NP 模型的特征,研究人员进行了足底撤回试验和 von Frey 撤回试验。结果显示,所有三种 NP 模型的小鼠在这两个试验中的阈值都显著低于正常小鼠,这清楚地表明这三种模型都存在痛觉过敏和神经病理性疼痛,即小鼠对疼痛刺激变得更加敏感3

在研究结论部分,研究人员成功建立了对多种小鼠模型坐骨神经的 CMAPs、SNAPs、神经传导速度(NCV)和 SCV 的电生理分析方法。同时,他们揭示了糖尿病性神经病变(DN)、化疗诱导的周围神经病变(CIPN)和压迫性神经病变(EN)这三种实验性 NP 小鼠模型的电生理特征。

在讨论环节,研究人员提到,以往对动物疼痛的评估主要依赖于对感觉刺激的反射性撤回反应,这种方式很难真正评估 “疼痛” 本身。而电生理评估虽然客观,但之前的研究在方法、刺激强度、测量和刺激点以及标准值等方面差异很大。在这项研究中,他们通过使用特定的钩型电极等方法,获得了稳定的数据。并且,不同的 NP 小鼠模型虽然都属于周围神经病变,但病理却有所不同。该研究首次揭示了不同 NP 模型的电生理差异,这些差异有可能反映临床中患者的 DN、抗癌药物治疗后的周围神经病变以及腰椎管狭窄或腰椎间盘突出引起的坐骨神经痛。

总的来说,这项研究意义重大。它为未来研究神经病理性疼痛的再生疗法提供了一种通用且易于分析的方法,就像为后续的研究搭建了一个坚实的 “脚手架”。通过精确量化感觉神经损伤程度,有助于深入了解疼痛行为与神经损伤之间的关系,为开发更有效的治疗方法奠定了基础,有望在未来为神经病理性疼痛患者带来新的希望。

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