用联合开放旷场试验评价大脑介导的痛行为

摘要

目的：近年来，疼痛在医学上的价值已经得到广泛共识，它与体温、脉搏、呼吸和血压被称为人体的五大生命体征。疼痛具有两面性，作为生存警报系统它具有生理意义，因此可被称为生理性痛（或“好痛”）；另外，在病理状态下，它具有妨碍生存的负面作用，影响正常脑功能和整个躯体机能，药物和非药物治疗疗效都不理想，因此被称为病理性痛或慢性顽固性痛，这类痛伴有自发痛、痛敏、感觉异常或感觉缺失。
　　在过去近50年的实验研究中，为了定量检测疼痛，行为学评价方法是不可或缺的，这些方法在评价镇痛药药效和安全上都至关重要。通常，动物疼痛行为包括三个层次脑和脊髓结构所介导的成份：（1）脊髓节段介导的痛行为；（2）脊髓上位结构介导的痛行为；（3）大脑皮质介导的痛行为。但在过去的常规实验中，对（1）和（2）了解很多，但对（3）了解甚少。尤其是由大脑介导自发痛行为可能在评价病理性痛及其共病（co-morbidities,如焦虑、恐惧、失望、抑郁等）特征上具有重要应用价值。因此，第四军医大学硕士学位论文将用联合开放旷场试验（exploration and open field）对组织损伤性痛和神经损伤性痛的行为进行评价，期望能够建立评价大脑皮质介导的痛行为的定性和定量方法，为今后研发镇痛和治疗痛相关共病的新药提供评价方法和模型。
　　方法：（1）模型的选择：选择国际上最常用的甲醛或福尔马林试验（the formalin test）和蜜蜂毒（bee venom，BV）试验作为评价组织损伤性持续性痛的动物模型；选择坐骨神经分支选择损伤模型（the spared nerve injury model，SNI）作为评价神经损伤性痛的动物模型。（2）联合开放旷场试验：选择实验室配置的啮齿类动物四箱分体计算机辅助视频联合开放旷场试验（computer-assisted video-tracing hole-exploring open field test），这个装置充分满足啮齿类动物习性，安装四个独立的避光防噪声四方观察箱（70×70×70 cm），内置摄像头，由一个计算机及开放旷场视频分析系统3.0软件控制和采集视频，通过计算自动得出各类动物行为学参数（如啮齿类动物运动总路程、中央路程、四边路程、四角路程、探洞次数等）。（3）统计学分析方法：Mann-Whitney U–test（非参数统计）。
　　结果：（1）在联合开放旷场中，无任何处理的3-4周大鼠运动需30-40分钟才能适应环境，环境适应能力较差，而7-8周大鼠在20分钟后基本停止运动，适应性较强，适合联合开放旷场中大鼠行为的研究。（2）足底中央注射福尔马林或BV后，大鼠均会出现自发痛行为。足底注射福尔马林3-5分钟后，大鼠右足出现自发抬足，持续10-15分钟，之后又出现持续20-40分钟的第二相自发抬足，另外还伴有舔足；足底注射0.2 mg/50μl BV后，注射部位变红，并且立即肿起来，红肿的部位逐渐扩大，大鼠出现自发抬足现象，持续1-2h,并且有机械痛敏和热痛敏，持续72-96小时，与红肿现象基本保持一致。（3）生理盐水组12只动物中有8只在第二个10分钟时间段可适应新环境，有两只表现行动活跃，在第30分钟适应，另两只在40分钟或在11-50分钟停留在角落，但在50分钟出现活动增多；福尔马林组有9只表现活跃，行动多，到40-50分钟才适应环境，另外3只在21-30分即可适应环境；BV组大部分大鼠在11-20分钟停止行动，只有5只大鼠在21-30分钟继续行动,1只大鼠在51-60分钟才停止行动。福尔马林和BV组在中央和四边运动的时间占总时间的比例明显增多。福尔马林组探洞次数较生理盐水组明显增多，BV组探洞次数无明显差异。（4）坐骨神经分支选择性切断以后一周，大鼠神经病理性痛达到高峰，并且持续一个月左右。大鼠右足外翻，行走拖地。假手术组和SNI组各有3组在51-60分钟仍然在行走。假手术组另有3只在31-40分钟逐渐停止运动，而SNI组另有1只是在41-50分钟逐渐停止运动，2只在21-30分钟停止运动。SNI组在第一时程的运动明显低于无任何处理组和假手术组，在其他时程适应较慢，但无明显差异。SNI组在各个部位运动的时间比例和探洞次数较假手术组均无明显变化。
　　结论：（1）与未成熟大鼠比较，成年大鼠在联合开放旷场中适应快、活动稳定，适合用于联合开放旷场中的行为学评价，而未成熟大鼠不适于大脑介导的行为学研究。（2）与生理盐水组比较，两种炎症持续性痛模型（BV组和福尔马林组）动物均有自发抬足舔足自发痛行为，但在联合开放旷场中的表现不一致，前者因痛敏而自主运动和探洞次数减少，而后者因无痛敏则表现为自主运动和探洞次数增多。另外，福尔马林组大鼠在中央暴露增多，而BV组在中央暴露较少，在角落停留增多，提示虽然都有自发痛行为，但是否存在痛敏可能对动物的行为影响更大，痛敏导致动物畏缩、失去好奇心，而仅有自发痛的动物更多地表现有焦虑情绪。（3）将坐骨神经分支选择性损伤大鼠与足底注射BV大鼠相比，均具有显著机械痛敏，在联合开放旷场中两组动物损伤侧足底均不能或很少着地，自主运动显著减少，中央暴露减少，探洞次数减少，提示痛敏已经显著地影响到大鼠的自主运动和好奇心，导致大脑功能异常。

目录

封面

声明

目录

缩略语表

中文摘要

英文摘要

文献回顾

1.疼痛的发生及模型的发展

2.疼痛的行为学测试

3.脊髓和脊髓以上水平的反射

4.被慢性疼痛影响的复杂状态

5.开放旷场实验的演变及应用价值

正文

1 材料

2 方法

3 结果

4 讨论

小结

参考文献

个人成果及简历

致谢