Modified Spared Nerve Injury Surgery Model of Neuropathic Pain in Mice
改良的坐骨神经分支选择性损伤的神经病理性疼痛小鼠模型
首都医科大学宣武医院疼痛科的杨立强教授团队和美国加州大学旧金山分校UCSF的关中辉教授团队在实验视频领域的国际期刊《Journal of Visualized Experiments》发表了关于改良的小鼠坐骨神经分支选择性损伤的神经病理性疼痛模型方法，首次提出利用改良方法仅通过一次神经结扎和一次神经切断以损伤腓总神经饥和腓肠神经，保留胫神经完整，简化了操作并减少潜在并发症。
研究背景
为了研究神经病理性疼痛发病机制，科研人员建立了多种动物模型，包括脊神经结扎(SNL)、坐骨神经慢性压迫伤(CCI)、部分坐骨神经结扎(pSNL)、坐骨神经完全横断(SNT)以及保留神经损伤模型(SNI)等。每种模型都有各自的优劣，因此不断优化手术模型以更好地模拟临床疼痛十分重要。
SNI模型由于能在啮齿动物中诱导出持久的机械痛觉过敏而被广泛应用。然而SNI模型的术式存在两种不同版本：Woolf等人建立的经典SNI模型，切断坐骨神经的腓总神经和胫神经，保留腓肠神经完整；Basbaum等人的SNI变体，则切断腓总神经和腓肠神经，保留胫神经完整。文中将上述两种模型分别记为SNIs（sural nerve spared）和SNIt（tibial nerve spared）。由于腓肠神经主要为感觉纤维，而胫神经含有运动纤维，SNIt模型相比SNIs模型在动物运动功能影响较小，但前者不会出现热痛觉超敏，仅表现出机械性痛觉过敏。传统的小鼠SNIt手术需要分别结扎并切断腓总和腓肠两支神经，在操作中可能因牵拉增加对坐骨或胫神经的损伤风险。
研究方法
在上述背景下，本研究分享了一种改良的小鼠SNIt模型手术方法。该改良方法旨在仅通过一次神经结扎和一次切断，损伤两支坐骨神经分支（腓总和腓肠神经），保留胫神经完整，简化操作并减少潜在并发症。
小鼠坐骨神经分支解剖示意图
坐骨神经干（1），胫神经（2）走行于腓肠肌（GM）下方，腓总神经（3）和腓肠神经（4）在腓肠肌上方伴行。经典SNI模型通过选择性地切断其中两支神经、保留第三支来模拟外周神经损伤后的疼痛行为学改变。
研究采用8~12周龄的C57BL/6小鼠进行改良SNIt模型。小鼠在异氟烷麻醉下取右侧卧位，左后肢屈膝朝上固定。手术切口位于左后膝横纹水平，长约1 cm。切开皮肤和股二头肌后，即可在腓肠肌上缘暴露坐骨神经的三支主要分支：粗大的胫神经位于较深处，细小的腓肠神经在较尾侧表浅，腓总神经在较头侧表浅。在改良术式中，使用显微器械将腓总神经与腓肠神经仔细分离出来，然后以6-0线一次性同时结扎这两支神经，紧贴结扎线远端约2~4 mm处剪断神经。需要注意确保胫神经在整个过程中保持完整未受牵拉。相较之下，传统SNIt方法需分别结扎/切断腓总和腓肠神经各一次。最后，对肌肉层和皮肤分别进行缝合和皮夹夹闭切口。术后对小鼠进行监测护理，在1~2周内移除皮夹。
改良SNIt手术操作示意图
（A）小鼠置于右侧卧位，左腿在上侧屈膝。黄色水平实线(1)表示横跨膝关节水平的水平线，黄色虚线箭头(2)表示切口。
（B）沿(2)切开皮肤后，在股二头肌下方可见两条白色线条。股骨位于头侧(3)，坐骨神经位于尾侧(4)。
（C）解剖股二头肌后，坐骨神经(5)及其三个分支可以显示：胫神经(6)，腓总神经(7)和腓肠神经(8)。
（D）将腓总神经(7)和腓肠神经(8)一起结扎。
观察指标
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机械痛阈测试：在术前1天和术后第1、3、5、7、14天对小鼠使用von Frey细丝进行机械痛阈测试。
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显微解剖：在术后第14天对一部分改良SNIt模型小鼠进行心脏灌注固定，显微解剖观察受损神经近远端断端是否有再生连接；
研究结果
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主要结果
1. 手术耗时显著缩短
改良SNIt方法平均手术时间约236秒，几乎仅为传统方法（约423秒）的一半；
2. 手术操作更简便、安全
单次结扎同时损伤两支神经的改良术式更为简化，大大降低了反复分离操作时牵拉或触及坐骨/胫神经的风险；
3. 疼痛行为学变化与传统SNI模型相当
改良模型诱发了与传统方法高度一致的机械性痛觉过敏；
4. 神经断端无需去除且无再生
由于腓总和腓肠神经被一起结扎，显微解剖结构线上远端断片在解剖位置上与近端断端分离，不必像传统方法那样切除神经段以防再生。
与传统手术模型方法相比，改良SNI模型手术耗时几乎仅到传统方法一半的时间(236.2±28.6s vs.422.6±53.8s, P=0.0156)。
在基线(1.05±0.10g vs.0.96±0.13 g, P=0.9405)时，两组的von Frey评估(手动上下法)无差异。与传统方法(n=9)相比，改良方法(n=14)在术后第1天至术后第14天在同侧诱发了相似的机械性超敏反应。
术后第14天对改良SNI小鼠显微解剖后，结果发现结扎线上远侧残端和剩余残端之间没有观察到神经再连接（D）
临床意义与前景展望
改良的SNIt模型更加简便高效
建立的改良小鼠SNIt模型为神经病理性疼痛研究提供了一种更简便高效的工具。在诱发机械性痛觉过敏方面与传统方法效果相当，同时减少了手术过程对动物运动功能的不必要影响。对于疼痛机制的基础研究而言，一个可靠一致且创伤更小的模型有助于提高实验重复性，为深入解析神经损伤后疼痛的分子和细胞机制铺平道路，同时通过改良模型可以更好地模拟患者的病痛体验，从而加速从动物实验到临床应用的转化。
原文：He L, Zhao W, Zhang L, Ilango M, Zhao N, Yang L, Guan Z. Modified Spared Nerve Injury Surgery Model of Neuropathic Pain in Mice. J Vis Exp. 2022 Jan 25;(179). doi: 10.3791/63362. PMID: 35156658.
第一作者：
何亮亮，首都医科大学宣武医院疼痛科 主任医师
赵文星，首都医科大学宣武医院疼痛科 副主任医师
通讯作者：
杨立强，首都医科大学宣武医院疼痛科主任 主任医师，教授
关中晖，美国加州大学旧金山分校UCSF麻醉学系，教授
本期编辑：卢洁