大鼠神经病理性疼痛模型的建立及其引起抑郁样状态伴失眠的机制

doi:10.13481/j.1671-587X.20230411

摘要/Abstract

摘要：

目的建立神经病理性疼痛致抑郁伴失眠大鼠模型，阐明慢性压迫性损伤（CCI）对大鼠情绪和睡眠-觉醒行为的影响。方法 16只雄性SD大鼠随机分为假手术组和CCI组，每组8只。CCI组大鼠采用4-0丝线结扎右侧坐骨神经干，结扎以维持坐骨神经外膜供血为度，假手术组大鼠仅将坐骨神经干进行暴露和分离，不进行结扎，术后每周检测2组大鼠机械刺激缩足反射阈值（PWMT）评估大鼠痛阈变化。糖水偏好实验检测2组大鼠糖水偏好百分率，悬尾实验检测2组大鼠悬尾静止时间，旷场实验检测2组大鼠水平运动总距离，评价大鼠是否存在抑郁样行为。通过植入式脑电/肌电评价大鼠睡眠-觉醒行为。结果造模后第1~4周，与假手术组比较，CCI组大鼠PWMT和糖水偏好百分率明显降低（P<0.01），悬尾静止时间明显延长（P<0.01），水平运动总距离明显缩短（P<0.01）。造模后第2~4周，与假手术组比较，CCI组大鼠主观黑夜觉醒量明显增加（P<0.01），非快速眼动（NREM）睡眠量明显减少（P<0.01），快速动眼（REM）睡眠量明显增加（P<0.05或P<0.01）；与假手术组比较，CCI组大鼠主观黑夜觉醒累积量和REM睡眠累积量明显增加（P<0.05或P<0.01），NREM睡眠累积量明显减少（P<0.01）。结论 CCI大鼠存在抑郁状态伴失眠，且症状呈慢性化趋势维持至造模后第4周，该模型可用于抑郁状态伴失眠的长期效应观察和相关机制研究。

关键词: 神经病理性疼痛, 失眠, 抑郁状态, 疾病模型，动物

Abstract:

Objective：To establish the rat model of depressive state complicated with insomnia caused by neuropathic pain， and to clarify the effect of chronic constrict injury（CCI） on the mood and sleep-wake behaviors of the rats. Methods Sixteen male SD rats were divided into sham operation group （n=8） and CCI group （n=8）， respectively. In CCI group， 4-0 silk thread was used to ligate the right sciatic nerve trunk of the rats， and the intensity was to maintain the blood supply of the sciatic nerve adventitia. In sham operation group， the sciatic nerve trunk of the rats was exposed and separated without ligation. The paw withdraw mechanical threshold （PWMT） of rats in two groups was measured weekly after operation to evaluate the pain threshold changes. Sucrose preference test was used to detect the percentages of sucrose preference of rats in two groups； tail suspension test was used to detect the immobility time in tail suspension of rats in two groups；open field test was used to detect the total distance of horizontal movement of rats in two groups；whether or not the depression-like behaviors of the rats existed were assessed；the implantable electro encepha logram/myoelectricity was used to analyze the sleep-wake behaviors of the rats. Results Compared with sham operation group， during 1－4 weeks after modeling， the PWMT and the percentage of sucrose preference of the rats in CCI group were significantly decreased（P<0.01）， the immobility time in tail suspension of the rats was increased （P<0.01）， and the total distance of horizontal movement of the rats was decreased （P<0.01）. Compared with sham operation group，during 2－4 weeks after modeling，the subjective night wake amount of the rats in model group was increased significantly （P<0.01），the non-rapid eye movement （NREM） sleep amount was decreased （P<0.01）， and the rapid eye movement （REM） sleep amount was increased （P<0.05 or P<0.01）.Compared with sham operation group，the subjective night cumulative amount of sleep-wake states and the REM sleep cumulative amount of the rats in CCI group were increased （P<0.05 or P<0.01），and the NREM sleep cumulative amount was decreased（P<0.01）. Conclusion The CCI rats have the depressive state complicated with insomnia，and these symptoms show a chronic trend and persist until the 4th week after modeling； this model can be used for observation of long-term effect and studying of related mechanism of the depressive state comlicated with insomia.

Key words: Neuropathic pain, Insomnia, Depression, Disease model，animal

中图分类号:

R338

姜政男,张溢珈,刘臻,陈云飞. 大鼠神经病理性疼痛模型的建立及其引起抑郁样状态伴失眠的机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2023, 49(4): 905-912.

Zhengnan JIANG,Yijia ZHANG,Zhen LIU,Yunfei CHEN. Construction of neuropathic pain model in rats and its mechanism of depressive state complicated with insomnia[J]. Journal of Jilin University(Medicine Edition), 2023, 49(4): 905-912.

图/表 4

表1

不同时间点2组大鼠PWMT (n=8，x±s， m/g)"

Group	PWMT
Group	T₀	T₁	T₂	T₃	T₄
Sham operation	15.30 $±$ 4.85	15.77 $±$ 4.64	16.55 $±$ 3.76	16.46 $±$ 4.93	13.84 $±$ 4.79
CCI	16.92 $±$ 3.75	1.56 $±$ 0.68^*△	1.37 $±$ 0.24^*△	1.68 $±$ 0.85^*△	1.43 $±$ 0.42^*△

表1

表2

不同时间点2组大鼠糖水偏好百分率、悬尾静止时间和水平运动总距离"

Group	Percentage of sucrose preference (η/%)
Group	T₀	T₁	T₂	T₃	T₄
Sham operation	78.73 $±$ 4.78	82.54 $±$ 4.77	80.38 $±$ 7.70	79.70 $±$ 5.81	80.86 $±$ 6.04
CCI	81.93 $±$ 10.66	70.58 $±$ 10.60^*	57.93 $±$ 9.31^*	53.70 $±$ 11.65^*	54.30 $±$ 12.21^*
Group	Immobility time in tail suspension (t/s)
Group	T₀	T₁	T₂	T₃	T₄
Sham operation	26.95 $±$ 4.79	29.44 $±$ 6.04	34.40 $±$ 9.13	35.00 $±$ 5.58	37.19 $±$ 4.39
CCI	30.31 $±$ 4.97	49.31 $±$ 7.60^*	54.52 $±$ 12.05^*	61.39 $±$ 10.89^*	60.54 $±$ 8.80^*
Group	Total distance of horizontal movement (l/cm)
Group	T₀	T₁	T₂	T₃	T₄
Sham operation	2 833.17 $±$ 384.10	2 446.77 $±$ 419.88	2 670.23 $±$ 345.02	2 723.38 $±$ 212.06	2 418.97 $±$ 282.40
CCI	3 156.96 $±$ 239.11	1 328.83 $±$ 349.89^*	1 410.87 $±$ 397.03^*	1 293.05 $±$ 432.08^*	1 139.77 $±$ 407.49^*

表2

图1

图2

参考文献 30

1	MORIN C M， INOUE Y， KUSHIDA C， et al. Endorsement of European guideline for the diagnosis and treatment of insomnia by the World Sleep Society［J］. Sleep Med， 2021， 81： 124-126.
2	LOVATO N， LACK L. Insomnia and mortality： a meta-analysis［J］. Sleep Med Rev， 2019， 43： 71-83.
3	LANCEL M， BOERSMA G J， KAMPHUIS J. Insomnia disorder and its reciprocal relation with psychopathology［J］. Curr Opin Psychol， 2021， 41： 34-39.
4	GEBARA M A， SIRIPONG N， DINAPOLI E A，et al. Effect of insomnia treatments on depression： a systematic review and meta-analysis［J］. Depress Anxiety， 2018， 35（8）： 717-731.
5	刘灿，黄会珍，赵洪庆，等. 复方柴金解郁片对抑郁症失眠大鼠脑内GABA受体表达的影响［J］. 中国药理学通报， 2021， 37（5）： 724-730.
6	胡雪松，陈黎跃，李世福，等. 慢性疼痛患者的失眠情况及影响因素［J］. 昆明医科大学学报， 2021， 42（2）： 118-123.
7	国笑，王瑜，李少源，等. 抑郁与慢性疼痛共病动物模型的研究进展［J］. 世界科学技术-中医药现代化， 2019， 21（4）： 689-695.
8	KHAN J， RAMADAN K， KORCZENIEWSKA O，et al.Interleukin-10 levels in rat models of nerve damage and neuropathic pain［J］. Neurosci Lett， 2015， 592： 99-106.
9	付聪. 针刺申脉、照海穴治疗慢性失眠的临床研究及对失眠大鼠中枢c-fos蛋白表达的影响［D］. 上海：上海中医药大学， 2019.
10	XIA LP， LUO H， MA Q， et al. GPR151 in nociceptors modulates neuropathic pain via regulating P2X3 function and microglial activation［J］.Brain， 2021，144（11）：3405-3420.
11	骆晓峰，李瑶，胡江，等. 栀子苷对实验性帕金森病大鼠睡眠障碍的调节作用及其机制［J］. 吉林大学学报（医学版）， 2020， 46（6）： 1177-1181.
12	IMLACH W L， BHOLA R F， MOHAMMADI S A， et al. Glycinergic dysfunction in a subpopulation of dorsal horn interneurons in a rat model of neuropathic pain［J］. Sci Rep， 2016， 6： 37104.
13	SHEN C K， CAO K R， CUI S N， et al. SiNiSan ameliorates depression-like behavior in rats by enhancing synaptic plasticity via the CaSR-PKC-ERK signaling pathway［J］. Biomed Pharmacother， 2020， 124： 109787.
14	谭丽博，于佳慧，郑骁洋，等. “神宁藏香”对失眠大鼠的行为学及GABA能系统通路的影响［J］. 世界科学技术-中医药现代化， 2020， 22（11）： 4060-4068.
15	李文涛，刘长红，周晓华，等. 下丘脑-垂体-肾上腺轴紊乱对脊髓损伤大鼠抑郁样行为的影响及其机制［J］. 吉林大学学报（医学版）， 2019， 45（6）： 1395-1400.
16	赵慧源，田诗琪，翟春影，等. 柴胡皂苷a对抑郁模型大鼠脑内神经递质及行为学的影响［J］. 中国医学创新， 2021， 18（34）： 28-32.
17	张欢，郭改艳，黄娜，等. 染色域Y样蛋白介导的组蛋白巴豆酰化与抑郁小鼠模型中NGF和炎症因子水平及神经功能紊乱的关系［J］. 现代生物医学进展， 2022， 22（13）： 2422-2426.
18	夏忠源，秦家骏，陈先震，等. 间断束缚和单次束缚对抑郁小鼠模型建立的影响［J］.同济大学学报（医学版），2021，42（3）： 299-305.
19	薛强，邹鲁宏，张雪娟，等. 海马小胶质细胞参与SNI大鼠抑郁样行为相关机制的初步探究［J］. 热带医学杂志， 2022， 22（10）： 1351-1355， 1462.
20	PŁOSKA A， CIEŚLIK P， SIEKIERZYCKA A， et al. Neurochemical changes underlying cognitive impairment in olfactory bulbectomized rats and the impact of the mGlu5-positive allosteric modulator CDPPB［J］. Brain Res， 2021， 1768： 147577.
21	NOLLET M， HICKS H， MCCARTHY A P， et al. REM sleep’s unique associations with corticosterone regulation， apoptotic pathways， and behavior in chronic stress in mice［J］.Proc Natl Acad Sci U S A，2019，116（7）：2733-2742.
22	WU Y E， LI Y D， LUO Y J， et al. Gelsemine alleviates both neuropathic pain and sleep disturbance in partial sciatic nerve ligation mice［J］. Acta Pharmacol Sin， 2015， 36（11）： 1308-1317.
23	王叶情，王宇红，黄会珍，等. 复方柴金解郁方对抑郁症失眠大鼠海马、下丘脑CaMKⅡ和CREB表达影响及药效研究［J］.北京中医药大学学报，2021，44（5）：444-453.
24	李春艳，王宇红，王华，等. 抑郁合并失眠对大鼠HPA轴及下丘脑中氨基酸类和单胺类神经递质的影响［J］. 中国药理学通报， 2021， 37（6）： 815-822.
25	韩林勐. 酸枣仁的Magnoflorine与Spinosin联合用药发挥抗抑郁失眠作用机制的研究［D］. 天津：天津医科大学， 2020.
26	欧喜燕，李驰坤，李晓兵，等. 基于单味药-配伍的合欢花与酸枣仁水提取物对抑郁性失眠动物模型的影响［J］. 吉林中医药， 2019， 39（5）： 649-653.
27	龙清华. 郁证失眠的理论探讨及三草安神方对抑郁症失眠大鼠的干预作用［D］. 武汉：湖北中医药大学， 2017.
28	王韵桥. 逍遥散对肝郁证失眠大鼠模型海马mTOR信号通路的影响［D］. 南宁：广西中医药大学， 2019.
29	LI Y H， WANG Y M， XUAN C L， et al. Role of the lateral habenula in pain-associated depression［J］. Front Behav Neurosci， 2017， 11： 31.
30	CASPANI O， REITZ M C， CECI A， et al. Tramadol reduces anxiety-related and depression-associated behaviors presumably induced by pain in the chronic constriction injury model of neuropathic pain in rats［J］. Pharmacol Biochem Behav， 2014， 124： 290-296.

[1]	杨明,李含薇,吴巍,宋洋,贾涵,林百惠,赖亚辉. 实验性种植体周围炎羊模型的建立和炎性因子在模型羊龈沟液及牙龈组织中的表达[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(6): 1415-1421.
[2]	徐宠俊,何荷蕃,林群,章涛. 人肝细胞生长因子基因慢病毒载体的构建及其在骨髓间充质干细胞中的表达[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(1): 16-24.
[3]	李梦洁,谢金芳,尹硕,刘霞. MMP-3和CCN2在牙髓损伤模型大鼠牙髓组织中的表达及其意义[J]. 吉林大学学报(医学版), 2021, 47(1): 89-95.
[4]	籍辰,张文娟,关宁,高秀秋,王琳源. M1型巨噬细胞对慢性牙周炎模型小鼠免疫状态的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(6): 1137-1142.
[5]	许梦然,王迦琦,高婧雯,葛俊宏,侯俊宇,李明慧,刘艳波,孙新. 北柴胡多糖对D-半乳糖致衰老模型小鼠的保护作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(6): 1215-1220.
[6]	李琪, 徐瑞, 李藤藤, 江一川, 李敏. 吡柔比星对大鼠心肌细胞的损伤作用及其模型建立[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(05): 948-954.
[7]	高瑞敏, 康玲玲, 侯防震. 丹皮酚对心力衰竭大鼠心肌损伤的保护作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(04): 765-770.
[8]	王欣欣, 李思佳, 关洪全, 侯殿东. DNCB对BALB/c小鼠特应性皮炎的诱导作用及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(03): 439-443.
[9]	宋续军, 张倩, 王少磊, 柏娜, 刘杰. 实验性种植体周围炎小鼠模型的建立及TNF-α在模型小鼠牙龈组织中的表达[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(01): 40-44.
[10]	李安然, 连丽丽, 姚刚. 糖原合成酶激酶3β参与神经病理性疼痛的研究进展[J]. 吉林大学学报(医学版), 2020, 46(01): 188-193.
[11]	梁小波, 吴德洪, 王星, 张沄, 王孝芸, 李国平. 鼻内滴注烟草提取物和脂多糖建立慢性阻塞性肺疾病小鼠模型的评价[J]. 吉林大学学报(医学版), 2019, 45(06): 1454-1458.
[12]	付雯雯, 于晓风, 薛岩, 于萍, 吴雪记, 徐华丽, 睢大筼. 大鼠非人工呼吸机下心肌缺血再灌注无复流模型的建立和评价[J]. 吉林大学学报(医学版), 2019, 45(05): 1058-1062.
[13]	江仁, 冯智英, 李平, 李红, 李双月. 坐骨神经脉冲射频对慢性坐骨神经压迫损伤模型大鼠脊髓背角胶质细胞活化水平的影响及其镇痛作用[J]. 吉林大学学报(医学版), 2019, 45(01): 45-50.
[14]	白洁, 纪文静, 丁永年, 彭媛媛, 陈源文. 胆总管结扎致肝纤维化模型大鼠肝脏内源性AcSDKP及其调控因子水平的变化[J]. 吉林大学学报(医学版), 2018, 44(05): 999-1004.
[15]	石晶, 谭小波, 杨洁, 郝佳颖, 杨伟丽, 李娜. 虾青素对凹透镜所致的豚鼠近视模型屈光状态及病理组织形态的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2017, 43(05): 932-936.