动物模型构建与评估丨坐骨神经损伤模型神经传导速度检测

脑声常谈

2024-11-24 09:30发布于上海科普领域创作者

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神经电生理常用的神经电图(ENG)检测指标为感觉传导速度（SCV）、运动传导速度（MCV）、H反射、F波、重复神经电刺激（RNS）、皮肤交感反应和瞬目反射等；诱发电位(EP)的检测指标为听觉诱发电位(AEP)、视觉诱发电位(VEP)、运动诱发电位(MEP)和体感诱发电位。电生理指标是一种判定神经传导功能产生灵敏而准确的定量方法。MNCV是电生理最具代表性的指标，其与纤维直径，髓鞘厚度及成熟程度密切相关。据相关研究报道，神经纤维的退化和神经能量的减少会降低MNCV。MNCV可作为早期观察神经再生，判断神经损伤与功能恢复的一项较为客观的可靠指标，常常被用于神经保护方面的研究。
动物分组：
大鼠随机分为空白对照组(5只)、模型对照组(10只)和电针治疗组(10只)。大鼠分组放置于动式吸入染毒柜内，其中空白对照组大鼠仅给予新鲜空气，不作任何操作;另外2组大鼠分别暴露于含质量浓度为5000mg/m3的1-BP空气中，每天连续吸入8h，每周连续染毒5d后休息2d，连续4周染毒。当大鼠出现后肢肌力下降，且神经电生理检查发现坐骨神经运动神经传导速度(Motor nerve conduction velocity，MCV)和感觉神经传导速度(Sense nerve conduction velocity，SCV)降低时，则认为造模成功。染毒期间，每天观察大鼠的外观、精神状态、进食和活动情况，并于染毒前(第0周)、染毒结束(第4周)、电针治疗第2个疗程结束(第6周)和电针治疗第4个疗程结束后(第8周)称量大鼠体质量。
神经传导速度检测：
分别于实验第0、4、6、8周进行神经传导速度检查。各组大鼠经戊巴比妥钠腹腔注射麻醉后，将大鼠后足与脊柱成45°夹角向斜后方拉直，使用肌电图/诱发电位仪测定大鼠两后肢坐骨神经的MCV和SCV。大鼠坐骨神经MCV的测定过程:以后肢第一趾与第二趾间肌肉作为记录电极，掌部肌肉距离记录电极5.00mm处作为记录参考电极;以踝关节处为第一刺激部位刺激电极，踝关节向心侧距离刺激电极5.00mm处为刺激参考电极:以坐骨窝作为第二刺激部位刺激电极，坐骨窝向心侧距离刺激电极5.00mm处为刺激参考电极，尾部为地线电极;以10～20mA，40μs脉波宽方型波刺激坐骨神经，以出现复合肌肉动作电位(M波)的时间为潜伏期。测定大鼠体表2个刺激电极到记录电极之间的距离，以及重复测量3次M波潜伏期，取其平均值，根据公式“MCV=2个刺激电极与记录电极之间的距离差/2个刺激电极与记录电极的潜伏期平均值之差”计算大鼠坐骨神经的MCV。SCV测定的基本过程与MCV测定大致相同。以坐骨窝作为记录电极;坐骨窝向心侧距离记录电极5.00mm处为记录参考电极。后肢第一趾与第二趾间肌肉作为刺激电极;掌部肌肉距离刺激电极5.00mm处作为刺激参考电极，尾部为地线电极。以2mA，40μs脉波宽方型波刺激坐骨神经。根据公式“SCV=刺激电极与记录电极之间的距离/刺激电极与记录电极之间的潜伏期”计算大鼠坐骨神经的SCV。重新麻醉大鼠，按原切口切开，暴露坐骨神经吻合口及近远端。采用BL-420F电生理仪检测记录MNCV，并计算MNCV%。运动神经传导速度检测方式如下：暴露并分离大鼠坐骨神经，设置刺激电极针置于坐骨神经尾椎端的位置为S通道，电极针置于同侧腓肠肌的肌腹处的位置为R通道，多通道生理信号记录仪记录肌肉动作电位的潜伏期，并计算运动神经传导速度[神经传导速度（m/s）＝两通道电极针之间的距离（mm）/肌肉动作电位潜伏期（ms）。感觉神经传导速度检测方式如下：将刺激电极针、记录电极针分别置于大鼠足踝内侧胫神经、坐骨神经尾椎端处，多通道生理信号记录仪记录感觉神经电位潜伏期，并计算感觉神经传导速度[感觉神经传导速度（m/s）＝两电极间的距离（mm）/感觉神经电位潜伏期（ms）]。    
坐骨神经损伤模型的制备：
以剂量为30mg/kg、浓度为3%的戊巴比妥钠麻醉大鼠，俯卧固定、脱毛、消毒，右下肢股后部行纵切口、分离肌层，无菌显露并游离坐骨神经，于梨状肌下缘1cm处用特制血管钳钳夹坐骨神经，持续30s，后逐层关闭切口。术后待大鼠清醒后，分笼饲养，勤换垫料以防足底发生溃疡。
一般情况观察： 
术后每日观察大鼠饮水、进食情况、精神状态、活动状况、皮肤伤口的愈合情况、手术侧肢体形态及完整性。术后8周，麻醉后处死大鼠，取材时观察手术侧神经断端吻合情况。坐骨神经压碎损伤造模成功后坐骨神经压碎损伤后，仅神经外膜连接，其他结构连续性中断，损伤处表现为透明状。
坐骨神经功能指数（SFI）测定：
为了评估术后大鼠坐骨神经的功能恢复情况，术后第2，4，6，8周末分别测出各组大鼠的坐骨神经功能指数。方法：用纸盒子制作一个长71cm、宽13cm的长方形跑道，跑道一端开口，另一端尽头是一个黑暗的庇护所。在跑道上铺一张干净的白纸，稳定抓取大鼠后，将其双侧后足蘸上蓝色墨水，然后将其放到跑道白纸上开口端，其从放入侧走到庇护场所侧，在跑道上留下自己的脚印。待足印收集好后测量如下3个变量：足印长度PL、足趾宽度TS、中间足趾距离ITS，单位精确到mm，使用最大值，并将上述变量带入Bain公式算出SFI。从脚印中测量以下相应数值并计算出坐骨神经功能指数。坐骨神经功能指数计算公式：(SFI)=−38.3(EPL−NPL/NPL)+109.5(ETS−NTS/NTS)+13.3(EIT−NIT/NIT)−8.8。其中PL：从脚跟到第3脚趾顶部的距离；TS：从第1脚趾到第5脚趾间的距离；IT：从第2脚趾到第4脚趾间的距离；E：代表手术侧即该实验中右脚侧；N：代表正常侧即该实验中的左脚侧。EPL表示实验侧大鼠的足印；NPL表示正常侧大鼠的足印；ETS表示实验侧足趾宽度；NTS表示正常侧足趾宽度；EITS表示实验侧中间足趾距宽度；NITS表示正常侧足趾距宽度。坐骨神经功能指数评分范围为0至−100，0附近表示功能正常，−100表示完全功能障碍。由同一观察者分析3组脚印，并计算出该只大鼠的平均坐骨神经功能指数。
坐骨神经功能指数是评估运动功能恢复状况的一种重要指标，数值在0至-100，神经功能正常时坐骨神经功能指数在0附近，而完全的神经功能障碍则指数在-100附近。SFI作为评估周围神经损伤模型中功能恢复的最重要的指标之一，也是目前采用最多的方法，对于评价大鼠坐骨神经功能恢复有重要意义。目前，SFI已成为测量大鼠坐骨神损伤模型神经功能恢复的金标准。

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文献引用 
1.Dual actions of gallic acid and andrographolide trigger AdipoR1 to stimulate insulin secretion in a streptozotocin-induced diabetes rat model[J]. Wong Tet Soon;Mohamed Tap Fatahiya;Hashim Zanariah;Abdul Majid Fadzilah Adibah;Zakaria Nor Hafizah;Siahaan Parsaoran;Mogadem Abeer.Journal of Traditional and Complementary Medicine,2023
2.Veratramine ameliorates pain symptoms in rats with diabetic peripheral neuropathy by inhibiting activation of the SIGMAR1-NMDAR pathway.[J]. Zhang Yu;Ye Guangyao;Chen Yuebo;Sheng Chaoxu;Wang Jianlin;Kong Lingsi;Yuan Liyong;Lin Chunyan.Pharmaceutical biology,2022
3.Andrographolide contributes to spinal cord injury repair via inhibition of apoptosis, oxidative stress and inflammation[J]. Li Zhen;Li Zehui;Chen Zhenyue;Sun He;Yuan Zhagen;Wang Xiaochao;Wei Jinqiang;Cao Xuewei;Zheng Decai.Frontiers in Pharmacology,2022
4.Dexmedetomidine attenuates perioperative neurocognitive disorders by suppressing hippocampal neuroinflammation and HMGB1/RAGE/NF-κB signaling pathway[J]. Wang Jinxu;Xin Yueyang;Chu Tiantian;Liu Cheng;Xu Aijun.Biomedicine & Pharmacotherapy,2022
5.周围神经损伤后最佳修复时间时机的选择[J]. 张大鹏;潘世奇;侯明明;杨琪;王延忠.中国组织工程研究与临床康复,2010(20)
6.临床神经电生理检查的应用现状与进展[J]. 王俊峰.现代医学仪器与应用,2008(01)
7.孙跃先,王九妹,崔新刚,等.穿心莲内酯调节HMGB1/RAGE信号通路对糖尿病周围神经病变大鼠坐骨神经功能损伤的影响[J].中国药房,2024,35(05):572-577.

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