动物模型与评估丨糖尿病性神经痛模型

文摘   2024-11-01 08:40   上海  

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糖尿病性神经痛模型(Diabetic Neuropathic Pain, DNP)通过给予小鼠化学药物或特殊饮食,诱导其产生糖尿病状态,长期高血糖环境会损害外周神经,导致神经痛。常用的方法有链脲佐菌素(STZ)诱导法给小鼠腹腔注射一定剂量的 STZ,连续注射几天后,监测小鼠的血糖水平。当血糖稳定升高并达到糖尿病标准后,观察小鼠是否出现疼痛行为,如对机械刺激和热刺激的敏感性增加等。还可用高糖高脂饮食联合STZ注射。例如,通过6周的高糖高脂饮食喂养,随后按体重给予35 mg/kgSTZ缓冲液腹腔注射,48小时后测定随机血糖,大于16.7 mmol/L即认为2型糖尿病(T2DM)造模成功。

定期监测小鼠的热痛阈变化,以判断早期DPN出现的时间。例如,使用XR1700型智能热板仪测量足底热痛阈值,反映周围神经小纤维的情况。

Fig1 示意图展示了腰骶神经丛的位置和成像区域

在轴向多对比度成像区域中,上下两幅图像显示了坐骨神经(白色箭头)的正常形态T2加权图像,这些图像在盆腔出口处获取。较低的图像显示了沿近端大腿的坐骨神经的正常轴向T2加权图像平面,同样由白色箭头指示。

在使用这种建模方法时,需要考虑的因素包括:i. 准确识别腰方肌和髂腰肌之间的间隙;ii. 精确确定L3L4L5脊神经的解剖位置,以避免误识别和误结扎;iii. 在寻找和结扎L5神经时,尽量减少对L4的过度拉伸。

行为学评估方法

机械痛敏检测

将小鼠放置在一个升高的金属网地板上,并用透明塑料笼子围住。小鼠在测试前至少3天每天适应这个环境至少30分钟。选择8根不同强度的von Frey纤维(0.02 g, 0.04 g, 0.07 g, 0.16 g, 0.4 g, 0.6 g, 1.0 g, 1.4 g)。每次试验从0.16 gvon Frey纤维开始,将其垂直施加到后足掌中央的皮肤上,持续3-5秒。使用上下法up-and-down method)测量50%足掌缩回阈值(PWT)。使用不同刚度的Von Frey纤维丝垂直刺激小鼠后肢足底皮肤,逐渐增加纤维丝的弯曲力,当小鼠出现缩足反应或舔足行为时,记录此时的纤维丝力度值,作为小鼠的机械痛阈值。神经损伤后,小鼠的机械痛阈值会明显降低,表明其对机械刺激更加敏感。

动态足底触觉仪检测

小鼠在一个带有可移动探针的平台上行走,探针会自动对小鼠足底施加不同力度的刺激,通过记录小鼠对刺激的反应时间和力度,评估其机械痛敏程度。

热辐射法

使用热辐射仪照射小鼠后肢足底,记录小鼠从接受热刺激到出现缩足反应的时间,即热痛潜伏期。外周神经损伤后,小鼠的热痛潜伏期会缩短,说明其对热刺激的耐受性降低,出现热痛敏现象。记录足掌缩回潜伏期(PWL),每个后足掌记录3次,取平均值作为最终阈值。

冷热板法

将小鼠放置在冷热交替的板上,观察小鼠在不同温度区域的停留时间和行为反应。神经痛小鼠通常会在冷板上停留时间缩短,在热板上的行为异常增加。

自发痛行为观察

通过视频记录小鼠在笼内的自发活动情况,观察其是否出现跛行、舔足、咬足等自发痛行为。统计这些行为的发生频率和持续时间,作为评估自发痛的指标。

由于疼痛会影响小鼠的活动和进食,可定期对小鼠进行称重,观察体重变化情况。体重下降可能提示小鼠存在疼痛,影响了其正常的生理功能和营养摄入。


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文献引用: 
1.Malik, R.A. Novel mechanisms of pain in painful diabetic neuropathy. Nat Rev Endocrinol 18, 459–460 (2022).
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