三叉神經痛動物模型研究進展

鄭福慶，柯文海，蘇聯彬，許培均(綜述)，羅道樞(審校)

(1.福建醫科大學基礎醫學院，福州 350108； 2.福建醫科大學基礎醫學院人體解剖與組織胚胎學系，福州 350108)

三叉神經痛動物模型研究進展

鄭福慶1，柯文海1，蘇聯彬1，許培均1(綜述)，羅道樞2※(審校)

(1.福建醫科大學基礎醫學院，福州 350108； 2.福建醫科大學基礎醫學院人體解剖與組織胚胎學系，福州 350108)

摘要：目前三叉神經痛的病因和發病機制尚未明確，導致臨床上缺乏有效的治療措施來解除三叉神經痛患者的口面部劇烈疼痛。理想的三叉神經痛動物模型是其發病機制研究的重要基礎。近年來，基于三叉神經痛在臨床治療和基礎研究中的重要發現，更多新穎實用的三叉神經痛動物模型被相繼提出。這些動物模型具有各自的特點和優勢，并分別適用于三叉神經痛發病機制的不同研究方向，從而有力推進了三叉神經痛病因及發病機制的研究進展。

關鍵詞：三叉神經痛；動物模型；發病機制

三叉神經痛(trigeminal neuralgia，TN)是最嚴重的神經病理性痛之一，主要累及口面部三叉神經分布區，是一種陣發性、電擊樣的疼痛，觸摸、刷牙、咀嚼甚至吹風等輕微刺激均可能誘發劇烈的疼痛發作。雖然對TN的發病機制已經進行了大量研究，但目前仍未明確，大多認為TN的發病機制主要包括中樞和周圍兩大方面；根據目前的研究現狀，中樞病因可能與閘門控制和癲癇樣活動有關[1-2]；而周圍病因學說則認為TN是由于各種原因(如微血管壓迫三叉神經根區、三叉神經節或三叉神經根的損害)引起三叉神經節內的小神經叢高度興奮狀態和骨性壓迫三叉神經分支等導致的[3-5]。現對TN動物模型的研究進展進行綜述。

1以中樞病因學說為理論基礎的TN動物模型

1.1三叉神經根埋植模型Burchiel[6]分別在成年貓和恒河猴枕骨下進行部分顱骨切除術，用2～3段4-0鉻制縫合線(長2 mm)插入到三叉神經根出腦干處遠端大約2 mm處，誘導三叉神經根慢性局灶性炎性損傷；術后3周，組織學研究發現，在植入鉻線的損傷神經周圍出現局灶性炎癥反應，特別是毗鄰的軸突出現明顯的脫髓鞘改變；電生理學研究發現，在脫髓鞘病變區域的三叉神經根局部有異位的神經沖動產生。該動物模型方法雖然部分模擬了三叉神經根由于炎癥損傷導致局部傳入沖動的高反應性，但此建模手術操作創傷較大；同時，該模型方法未運用動物行為學方法研究口面部TN樣痛行為表現，因此尚需改良。

1.2腦閂蛛網膜下隙注射模型

1.2.1青霉素G-KSakai等[7]發現,青霉素G-K、馬錢子堿、苦毒素等中樞興奮劑注射入豚鼠蛛網膜下腔后，在口面部三叉神經分布區進行觸覺刺激會引起顯著的痛覺超敏反應，且這種超敏反應僅限于三叉神經分布區，易觸發，呈陣發性，與臨床TN癥狀類似，這些癥狀很容易被卡馬西平(可用來治療TN的藥物)所緩解。王惠嵐等[8]用針頭在大鼠枕骨和第一頸椎之間的閂上部、閂左下方約2 mm處和閂左下方4～5 mm 處的硬腦膜上各扎一小孔，分別插入一根自制塑料套管(帶管芯)至孔內，固定并縫合；術后3 d，經微量注射器將10 μL 3×108U/L青霉素G-K溶液注入蛛網膜下腔；在閂左下方約2 mm處注射藥液的大鼠出現“扳機點”樣疼痛行為持續數十秒。該動物模型僅能模擬TN樣急性痛反應，當致痛物質隨腦脊液代謝降解后，痛樣反應基本消失。因此，該模型方法不能模擬TN慢性痛和自發性痛的特征。

1.2.2馬錢子堿Lee等[9]將大鼠麻醉后，彎曲大鼠頸部使其小腦延髓池入口擴大至最大限度，并覆以黏土模化固定；使用一支26號針頭10 μL微量注射精度的注射器插入枕骨大孔下緣與寰椎之間的皮膚至4 mm深度，旋轉針頭并向上推進以保證針頭的全部彎曲段能緊貼枕骨部的內面；注射5 μL 200 μmol/L的馬錢子堿溶液至小腦延髓池；注射馬錢子堿溶液后，大鼠出現顯著口面部搔抓理毛等痛行為20多分鐘，沒有行為異常和驚厥；當注射卡馬西平和馬錢子堿混合溶液時，疼痛評分明顯減少。該模型也僅能模擬TN樣急性痛反應，與青霉素G-K模型相似。

2以周圍病因學說為理論基礎的TN動物模型

2.1三叉神經末梢致痛模型

2.1.1角叉菜膠外周組織炎癥反應易誘導脊髓感覺神經元自發性電活動增加，導致傷害性刺激的閾值降低，使口面部疼痛易于發生或疼痛更加劇烈[10]。Ng和Ong[11]發現，大鼠經皮下注射角叉菜膠(150 μL生理鹽水中加入6 mg角叉菜膠)至右側面部，術后出現不對稱的面部痛行為學改變；另一組大鼠分別在第1、7、14、21天注射角叉菜膠，于注射后第4、24天大鼠灌注固定取腦干，經免疫細胞化學法，發現延髓三叉神經核γ-氨基丁酸運輸物1和γ-氨基丁酸運輸物3表達增加。雖然該建模方法簡易，但也僅模擬口面部炎性痛特征，故只適用于炎癥導致TN方面的研究。

2.1.2福爾馬林Piovesan等[12]彈丸式注射40 μL 2.5%福爾馬林溶液至大鼠右上唇近鼻側部，產生頜面部炎癥反應，目的是誘導TN樣疼痛；在注射完福爾馬林溶液后的0～3 min和12～30 min的時間段內，大鼠搔抓和退縮行為增多，且發現A類肉毒素能抑制該疼痛反應。該模型也僅適用于炎癥導致TN方面的研究，與角叉菜膠模型相似。

2.2牙髓緩激肽注射模型Foong等[13]在大鼠任意一個下切牙的基部鉆出一個大約1 mm2大小的孔洞，暴露牙髓，在操作過程中避免損傷牙髓；將一根橫截面約0.35 mm2針頭彎成L形，從而使針頭遠端伸至洞口，其近端與一根長10～20 cm、截面0.6 mm2的聚乙烯管相接，這樣形成一套藥液輸送復合管道；借助微量注射器，經復合管道向牙髓腔內注射1.25×10-3g/L緩激肽溶液，誘導大鼠口面部痛性反應；術后大鼠咬合反應增多，經管道輸注5.0～30.0 mg/kg卡馬西平至牙髓，能使咬合反應減少。建立該模型的原理是緩激肽作用于牙髓，誘發TN樣疼痛反應，僅適用于牙髓疼痛導致TN方面的研究。

2.3眶下神經慢性縮窄環模型眶下神經慢性縮窄環模型有經口腔、經口外鼻旁、經眉弓上三種手術入路暴露眶下神經，用鉻制縫合線疏松環扎眶下神經，對神經產生類似于微血管的壓迫作用，引起神經的小部分變性壞死和類似于TN的脫髓鞘病變，術后實驗組大鼠出現口面部痛覺超敏現象[14-17]。該模型在理論上符合微血管壓迫，是目前被廣泛應用的TN動物模型。但在實際手術操作中，結扎眶下神經的松緊度不易控制，臨床上僅是輕微的血管壓迫，若結扎過緊將偏離臨床實際，甚至引起整條神經的缺血壞死；反之，結扎過松又不能發揮壓迫神經的作用[18]。此外，鉻線在生理、生化等方面與微血管有本質上的不同，還有潛在的毒性作用，故在壓迫材料方面尚需改進。

2.4眼鏡蛇毒眶下神經注射模型An等[19]在大鼠眉弓上緣切開約1 cm小口，暴露眼眶和鼻骨；用玻璃棒將眶內容物推向一側，并仔細將眶下神經與周圍組織完全游離，再用玻璃神經解剖器輕輕提起該神經；臺灣眼鏡蛇毒(每4微升生理鹽水含有0.4 mg冰凍蛇毒)被注射進眶下神經鞘內，在注射處周圍繞以無菌棉，防止蛇毒溢出；術后3 d，大鼠出現同側口面部機械觸摸痛并持續60 d；大鼠對側口面部眶下神經感覺分布區基礎痛閾數值顯著減少，但僅持續30 d左右。在行為學上，該模型產生了明顯的TN樣疼痛反應，但是缺乏在形態學和電生理方面的研究，而且眼鏡蛇毒化學成分復雜，需要進一步明確是哪種或哪些物質誘導了TN。

2.5部分眶下神經切斷模型Bannister等[20]發現，普瑞巴林可能通過抑制脊髓中樞敏化達到減弱痛覺過敏的作用。普瑞巴林除了在臨床上對三叉神經痛有良好療效[21]，對其他神經痛動物模型也有治療效果[22]。Cao等[23]在大鼠右上頜頰側牙齦做一切口，暴露眶下神經并徹底分離周圍組織；從上頜骨提起眶下神經，剪斷該神經的外側1/2，建立部分眶下神經切斷模型；反映大鼠雙側口面部機械觸摸痛的退縮閾值降低直至術后28 d，而且在假手術組未被觀察到；術后7 d，普瑞巴林顯著抑制了模型大鼠退縮閾值的減低。該動物模型產生了顯著的痛行為學改變，并且大鼠退縮閾值的降低被臨床上對TN有效的普瑞巴林所抑制，間接驗證了該模型的可靠性。

2.6三叉神經根立體定位注射模型鑒于微血管壓迫誘導TN的觀點，Jeon等[24]在立體定位儀的引導下(坐標是前囟后7.2 mm，中線側部2.4 mm和顱骨下2.4 mm)，植入一根引導插管至三叉神經根，取一不銹鋼針經引導插管末端再伸出1 mm，從而將4%瓊脂溶液注入三叉神經根背面，進而達到壓迫三叉神經根的目的；術后腦組織受損傷大鼠出現口面部機械觸痛、痛覺超敏等持續行為學改變和三叉神經根軸突的髓鞘脫失；在插管植入過程中，不可避免導致大鼠腦組織的部分損傷，但是腦組織受損傷與腦組織未受損傷的大鼠相比在行為學上無任何不同，說明插管植入導致的腦損害不對實驗結果造成影響。Yeomans和Klukinov[25]的建模方法與Jeon等[24]的相同，但其所使用壓迫神經的材料是高吸水性樹脂生物相容性聚合物。雖然三叉神經根立體定位模型通過腦內定位儀進行注射，但注射部位的準確性不太可靠，而且手術造成開放性顱內損傷，常并發出血和感染。

2.7三叉神經根慢性壓迫模型臨床醫師對大量TN患者的治療中發現三叉神經根受到周圍微血管壓迫，并非眶下神經[26]。Luo等[27]在大鼠右側眶上緣取一弧形切口，沿眶上壁鈍性分離眼眶壁和骨壁外組織，暴露骨性眼眶，并將一塑料導線(直徑約0.1 cm)經眶下裂插入至顱內三叉神經根靠近腦干連接處的三叉神經根區；插入眶下裂的塑料導線長約1.2 cm，與腦干大約還有0.3 cm的距離，因此基本不會損傷腦干導致建模失敗。該模型通過模擬血管壓迫的TN常見病因，并通過動物行為學和形態學等方法，誘導了口面部TN樣痛性反應，同時也觀察到三叉神經根局部退行性改變，是目前為止在理論上較好的模擬臨床的TN動物模型，但還未經大量實驗反復證實其可靠性和穩定性，有待進一步改進和完善。

2.8光化學損傷誘導模型崔悅等[28]在大鼠觸須墊上方眶下孔位置橫向剪開約1 cm的切口，分離眶下神經周圍組織，徹底暴露眶下神經，并進行右側頸靜脈插管，注入0.3 mL赤蘚紅B溶液(32.5 mg/kg溶于生理鹽水)；立即將大鼠置于氬離子激光器下，對準暴露的眶下神經照射13 min，每5分鐘再補充注射0.4 mL赤蘚紅B溶液，誘導眶下神經局部血管內皮損傷、組織缺血壞死，產生微循環障礙和神經脫髓鞘改變；與對照組相比，術后實驗組大鼠出現明顯的搔抓、退縮等痛行為改變，口面部三叉神經支配區基礎痛閾出現顯著下降；實驗組紋狀體細胞外液中疼痛相關因子——谷氨酸水平明顯升高，可被加巴噴丁(臨床上有效鎮痛藥)所抑制。該模型較好地模擬了TN樣痛行為改變和相應的病理生理變化，對組織損傷小，避免了眶下神經縮窄環模型神經松緊度不易控制的缺陷，但所需實驗儀器昂貴，阻礙了該模型方法的推廣。

3小結

由于對TN發病機制缺少足夠且深入清晰的認識，許多研究者所提出的諸多病因學說也缺乏充足的病理生理證據，這直接影響了臨床TN對因治療方法的發展。TN動物模型種類頗多，均有各自的優勢和局限性。在臨床中，TN發病率女性幾乎是男性的2倍，說明性別可能是TN發病的重要影響因素[29]。但到目前為止，在TN發病機制的實驗研究中，幾乎使用的都是雄性動物模型。相信隨著TN動物模型研究的進展，TN相關機制的研究也將有更進一步的深入。

參考文獻

[1]Rusu MC.The spinal trigeminal nucleus-considerations on the structure of the nucleus caudalis[J].Folia Morphol(Warsz),2004,63(3):325-328.

[2]Nguyen JP,Keravel Y,Feve A,etal.Treatment of deafferentation pain by chronic stimulation of the motor cortex:report of a series of 20 cases[J].Acta Neurochir Suppl,1997,68:54-60.

[3]Nurmikko TJ,Eldridge PR.Trigeminal neuralgia--pathophysiology,diagnosis and current treatment[J].Br J Anaesth,2001,87(1):117-132.

[4]Devor M,Govrin-Lippmann R,Rappaport ZH.Mechanism of trigeminal neuralgia:an ultrastructural analysis of trigeminal root specimens obtained during microvascular decompression surgery[J].J Neurosurg,2002,96(3):532-543.

[5]Parise M,Acioly MA,Ribeiro CT,etal.The role of the cerebellopontine angle cistern area and trigeminal nerve length in the pathogenesis of trigeminal neuralgia:a prospective case-control study[J].Acta Neurochir(Wien),2013,155(5):863-868.

[6]Burchiel KJ.Abnormal impulse generation in focally demyelinated trigeminal roots[J].J Neurosurg,1980,53(5):674-683.

[7]Sakai Y,Nishijima Y,Mikuni N,etal.An experiment model of hyper-irritability in the trigeminal skin field of the rat[J].Pain,1979,7(2):147-157.

[8]王惠嵐,羅道樞,陳江，等.大鼠三叉神經痛模型的建立[J].福建醫科大學學報,2006,40(5):520-522.

[9]Lee IO,Whitehead RA,Ries CR,etal.Evaluation of a novel mouse model of intracisternal strychnine-induced trigeminal allodynia[J].Can J Anaesth,2013,60(8):780-786.

[10]Menétrey D,Besson JM.Electrophysiological characteristics of dorsal horn cells in rats with cutaneous inflammation resulting from chronic arthritis[J].Pain,1982,13(4):343-364.

[11]Ng CH,Ong WY.Increased expression of gamma-aminobutyric acid transporters GAT-1 and GAT-3 in the spinal trigeminal nucleus after facial carrageenan injections[J].Pain,2001,92(1/2):29-40.

[12]Piovesan FJ,Leite Lda S,Teive HG,etal.Botulinum toxin type-A effect as a preemptive treatment in a model of acute trigeminal pain:a pre-clinical double-blind and placebo-controlled study[J].Arq Neuropsiquiatr,2011,69(1):56-63.

[13]Foong FW,Satoh M,Takagi H.A newly devised reliable method for evaluating analgesic potencies of drugs on trigeminal pain[J].J Pharmacol Methods,1982,7(4):271-278.

[14]黃錦煜,方敏,李嫕婧,等.延胡索在三叉神經痛大鼠模型中的鎮痛作用研究[J].南方醫科大學學報,2010,30(9):2161-2164.

[15]王延秀.三叉神經痛慢性縮窄環術大鼠動物模型建立的研究[J].泰山醫學院學報,2010,31(4):248-251.

[16]Shinoda M,Kawashima K,Ozaki N,etal.P2X3 receptor mediates heat hyperalgesia in a rat model of trigeminal neuropathic pain[J].J Pain,2007,8(7):588-597.

[17]周殯,劉玉光,吳承遠.建立大鼠三叉神經痛動物模型[J].山東醫藥,2005,45(3):21-22.

[18]Martin YB,Malmierca E,Avendao C,etal.Neuronal disinhibition in the trigeminal nucleus caudalis in a model of chronic neuropathic pain[J].Eur J Neurosci,2010,32(3):399-408.

[19]An JX,He Y,Qian XY,etal.A new animal model of trigeminal neuralgia produced by administration of cobra venom to the infraorbital nerve in the rat[J].Anesth Analg,2011,113(3):652-656.

[20]Bannister K,Sikandar S,Bauer CS,etal.Pregabalin suppresses spinal neuronal hyperexcitability and visceral hypersensitivity in the absence of peripheral pathophysiology[J].Anesthesiology,2011,115(1):144-152.

[21]Pérez C,Navarro A,Saldaa MT,etal.Patient-reported outcomes in subjects with painful trigeminal neuralgia receiving pregabalin:evidence from medical practice in primary care settings[J].Cephalalgia,2009,29(7):781-790.

[22]Kumar N,Laferriere A,Yu JS,etal.Evidence that pregabalin reduces neuropathic pain by inhibiting the spinal release of glutamate[J].J Neurochem,2010,113(2):552-561.

[23]Cao Y,Wang H,Chiang CY,etal.Pregabalin suppresses nociceptive behavior and central sensitization in a rat trigeminal neuropa-thic pain model[J].J Pain,2013,14(2):193-204.

[24]Jeon HJ,Han SR,Park MK,etal.A novel trigeminal neuropathic pain model:compression of the trigeminal nerve root produces prolonged nociception in rats[J].Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry,2012,38(2):149-158.

[25]Yeomans DC,Klukinov M.A rodent model of trigeminal neural-gia[J].Methods Mol Biol,2012,851:121-131.

[26]Ramesh VG,Premkumar G.An anatomical study of the neurovascular relationships at the trigeminal root entry zone[J].J Clin Neurosci,2009,16(7):934-936.

[27]Luo DS,Zhang T,Zuo CX,etal.An animal model for trigeminal neuralgia by compression of the trigeminal nerve root[J].Pain Physician,2012,15(2):187-196.

[28]崔悅,趙佳,王曄，等.一種光化學損傷誘導的三叉神經痛大鼠模型的建立[J].中國藥理學通報,2014,30(7):1026-1030.

[29]Obermann M,Katsarava Z.Update on trigeminal neuralgia[J].Expert Rev Neurother,2009,9(3):323-329.

Research Progress in Animal Models of Trigeminal NeuralgiaZHENGFu-qing1,KEWen-hai1,SULian-bin1,XUPei-jun1,LUODao-shu2. (1.BasicMedicalCollege,FujianMedicalUniversity,Fuzhou350108,China; 2.DepartmentofAnatomy,HistologyandEmbryology,BasicMedicalCollege,FujianMedicalUniversity,Fuzhou350108,China)

Abstract:The etiology and pathogenesis of trigeminal neuralgia is unclear,which causes the lack of effective therapeutic measures for the relief of the severe orofacial pain of patients with trigeminal neuralgia.Ideal animal models of trigeminal neuralgia are the important basis for studying of the pathogenesis of trigeminal neuralgia.Based on the key discoveries in clinical treatment and basic scientific research of trigeminal neuralgia,more novel and practical animal models of trigeminal neuralgia are put forward consecutively.With their own characteristics and superiorities,these animal models apply to different research aspects of the pathogenesis for trigeminal neuralgia,boosting the development in the etiology and pathogenesis of trigeminal neuralgia.

Key words:Trigeminal neuralgia； Animal model； Pathogenesis

收稿日期：2015-02-15修回日期：2015-04-21編輯：鄭雪

基金項目：國家自然科學基金(81200867)；福建省“大學生創新創業訓練計劃”項目(201310392044)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.17.005

中圖分類號：R745.11

文獻標識碼：A

文章編號：1006-2084(2015)17-3084-04