三叉神经痛动物模型研究进展

郑福庆，柯文海，苏联彬，许培均(综述)，罗道枢(审校)

(1.福建医科大学基础医学院，福州 350108； 2.福建医科大学基础医学院人体解剖与组织胚胎学系，福州 350108)

三叉神经痛动物模型研究进展

郑福庆1，柯文海1，苏联彬1，许培均1(综述)，罗道枢2※(审校)

(1.福建医科大学基础医学院，福州 350108； 2.福建医科大学基础医学院人体解剖与组织胚胎学系，福州 350108)

摘要：目前三叉神经痛的病因和发病机制尚未明确，导致临床上缺乏有效的治疗措施来解除三叉神经痛患者的口面部剧烈疼痛。理想的三叉神经痛动物模型是其发病机制研究的重要基础。近年来，基于三叉神经痛在临床治疗和基础研究中的重要发现，更多新颖实用的三叉神经痛动物模型被相继提出。这些动物模型具有各自的特点和优势，并分别适用于三叉神经痛发病机制的不同研究方向，从而有力推进了三叉神经痛病因及发病机制的研究进展。

关键词：三叉神经痛；动物模型；发病机制

三叉神经痛(trigeminal neuralgia，TN)是最严重的神经病理性痛之一，主要累及口面部三叉神经分布区，是一种阵发性、电击样的疼痛，触摸、刷牙、咀嚼甚至吹风等轻微刺激均可能诱发剧烈的疼痛发作。虽然对TN的发病机制已经进行了大量研究，但目前仍未明确，大多认为TN的发病机制主要包括中枢和周围两大方面；根据目前的研究现状，中枢病因可能与闸门控制和癫痫样活动有关[1-2]；而周围病因学说则认为TN是由于各种原因(如微血管压迫三叉神经根区、三叉神经节或三叉神经根的损害)引起三叉神经节内的小神经丛高度兴奋状态和骨性压迫三叉神经分支等导致的[3-5]。现对TN动物模型的研究进展进行综述。

1以中枢病因学说为理论基础的TN动物模型

1.1三叉神经根埋植模型Burchiel[6]分别在成年猫和恒河猴枕骨下进行部分颅骨切除术，用2～3段4-0铬制缝合线(长2 mm)插入到三叉神经根出脑干处远端大约2 mm处，诱导三叉神经根慢性局灶性炎性损伤；术后3周，组织学研究发现，在植入铬线的损伤神经周围出现局灶性炎症反应，特别是毗邻的轴突出现明显的脱髓鞘改变；电生理学研究发现，在脱髓鞘病变区域的三叉神经根局部有异位的神经冲动产生。该动物模型方法虽然部分模拟了三叉神经根由于炎症损伤导致局部传入冲动的高反应性，但此建模手术操作创伤较大；同时，该模型方法未运用动物行为学方法研究口面部TN样痛行为表现，因此尚需改良。

1.2脑闩蛛网膜下隙注射模型

1.2.1青霉素G-KSakai等[7]发现,青霉素G-K、马钱子碱、苦毒素等中枢兴奋剂注射入豚鼠蛛网膜下腔后，在口面部三叉神经分布区进行触觉刺激会引起显著的痛觉超敏反应，且这种超敏反应仅限于三叉神经分布区，易触发，呈阵发性，与临床TN症状类似，这些症状很容易被卡马西平(可用来治疗TN的药物)所缓解。王惠岚等[8]用针头在大鼠枕骨和第一颈椎之间的闩上部、闩左下方约2 mm处和闩左下方4～5 mm 处的硬脑膜上各扎一小孔，分别插入一根自制塑料套管(带管芯)至孔内，固定并缝合；术后3 d，经微量注射器将10 μL 3×108U/L青霉素G-K溶液注入蛛网膜下腔；在闩左下方约2 mm处注射药液的大鼠出现“扳机点”样疼痛行为持续数十秒。该动物模型仅能模拟TN样急性痛反应，当致痛物质随脑脊液代谢降解后，痛样反应基本消失。因此，该模型方法不能模拟TN慢性痛和自发性痛的特征。

1.2.2马钱子碱Lee等[9]将大鼠麻醉后，弯曲大鼠颈部使其小脑延髓池入口扩大至最大限度，并覆以黏土模化固定；使用一支26号针头10 μL微量注射精度的注射器插入枕骨大孔下缘与寰椎之间的皮肤至4 mm深度，旋转针头并向上推进以保证针头的全部弯曲段能紧贴枕骨部的内面；注射5 μL 200 μmol/L的马钱子碱溶液至小脑延髓池；注射马钱子碱溶液后，大鼠出现显著口面部搔抓理毛等痛行为20多分钟，没有行为异常和惊厥；当注射卡马西平和马钱子碱混合溶液时，疼痛评分明显减少。该模型也仅能模拟TN样急性痛反应，与青霉素G-K模型相似。

2以周围病因学说为理论基础的TN动物模型

2.1三叉神经末梢致痛模型

2.1.1角叉菜胶外周组织炎症反应易诱导脊髓感觉神经元自发性电活动增加，导致伤害性刺激的阈值降低，使口面部疼痛易于发生或疼痛更加剧烈[10]。Ng和Ong[11]发现，大鼠经皮下注射角叉菜胶(150 μL生理盐水中加入6 mg角叉菜胶)至右侧面部，术后出现不对称的面部痛行为学改变；另一组大鼠分别在第1、7、14、21天注射角叉菜胶，于注射后第4、24天大鼠灌注固定取脑干，经免疫细胞化学法，发现延髓三叉神经核γ-氨基丁酸运输物1和γ-氨基丁酸运输物3表达增加。虽然该建模方法简易，但也仅模拟口面部炎性痛特征，故只适用于炎症导致TN方面的研究。

2.1.2福尔马林Piovesan等[12]弹丸式注射40 μL 2.5%福尔马林溶液至大鼠右上唇近鼻侧部，产生颌面部炎症反应，目的是诱导TN样疼痛；在注射完福尔马林溶液后的0～3 min和12～30 min的时间段内，大鼠搔抓和退缩行为增多，且发现A类肉毒素能抑制该疼痛反应。该模型也仅适用于炎症导致TN方面的研究，与角叉菜胶模型相似。

2.2牙髓缓激肽注射模型Foong等[13]在大鼠任意一个下切牙的基部钻出一个大约1 mm2大小的孔洞，暴露牙髓，在操作过程中避免损伤牙髓；将一根横截面约0.35 mm2针头弯成L形，从而使针头远端伸至洞口，其近端与一根长10～20 cm、截面0.6 mm2的聚乙烯管相接，这样形成一套药液输送复合管道；借助微量注射器，经复合管道向牙髓腔内注射1.25×10-3g/L缓激肽溶液，诱导大鼠口面部痛性反应；术后大鼠咬合反应增多，经管道输注5.0～30.0 mg/kg卡马西平至牙髓，能使咬合反应减少。建立该模型的原理是缓激肽作用于牙髓，诱发TN样疼痛反应，仅适用于牙髓疼痛导致TN方面的研究。

2.3眶下神经慢性缩窄环模型眶下神经慢性缩窄环模型有经口腔、经口外鼻旁、经眉弓上三种手术入路暴露眶下神经，用铬制缝合线疏松环扎眶下神经，对神经产生类似于微血管的压迫作用，引起神经的小部分变性坏死和类似于TN的脱髓鞘病变，术后实验组大鼠出现口面部痛觉超敏现象[14-17]。该模型在理论上符合微血管压迫，是目前被广泛应用的TN动物模型。但在实际手术操作中，结扎眶下神经的松紧度不易控制，临床上仅是轻微的血管压迫，若结扎过紧将偏离临床实际，甚至引起整条神经的缺血坏死；反之，结扎过松又不能发挥压迫神经的作用[18]。此外，铬线在生理、生化等方面与微血管有本质上的不同，还有潜在的毒性作用，故在压迫材料方面尚需改进。

2.4眼镜蛇毒眶下神经注射模型An等[19]在大鼠眉弓上缘切开约1 cm小口，暴露眼眶和鼻骨；用玻璃棒将眶内容物推向一侧，并仔细将眶下神经与周围组织完全游离，再用玻璃神经解剖器轻轻提起该神经；台湾眼镜蛇毒(每4微升生理盐水含有0.4 mg冰冻蛇毒)被注射进眶下神经鞘内，在注射处周围绕以无菌棉，防止蛇毒溢出；术后3 d，大鼠出现同侧口面部机械触摸痛并持续60 d；大鼠对侧口面部眶下神经感觉分布区基础痛阈数值显著减少，但仅持续30 d左右。在行为学上，该模型产生了明显的TN样疼痛反应，但是缺乏在形态学和电生理方面的研究，而且眼镜蛇毒化学成分复杂，需要进一步明确是哪种或哪些物质诱导了TN。

2.5部分眶下神经切断模型Bannister等[20]发现，普瑞巴林可能通过抑制脊髓中枢敏化达到减弱痛觉过敏的作用。普瑞巴林除了在临床上对三叉神经痛有良好疗效[21]，对其他神经痛动物模型也有治疗效果[22]。Cao等[23]在大鼠右上颌颊侧牙龈做一切口，暴露眶下神经并彻底分离周围组织；从上颌骨提起眶下神经，剪断该神经的外侧1/2，建立部分眶下神经切断模型；反映大鼠双侧口面部机械触摸痛的退缩阈值降低直至术后28 d，而且在假手术组未被观察到；术后7 d，普瑞巴林显著抑制了模型大鼠退缩阈值的减低。该动物模型产生了显著的痛行为学改变，并且大鼠退缩阈值的降低被临床上对TN有效的普瑞巴林所抑制，间接验证了该模型的可靠性。

2.6三叉神经根立体定位注射模型鉴于微血管压迫诱导TN的观点，Jeon等[24]在立体定位仪的引导下(坐标是前囟后7.2 mm，中线侧部2.4 mm和颅骨下2.4 mm)，植入一根引导插管至三叉神经根，取一不锈钢针经引导插管末端再伸出1 mm，从而将4%琼脂溶液注入三叉神经根背面，进而达到压迫三叉神经根的目的；术后脑组织受损伤大鼠出现口面部机械触痛、痛觉超敏等持续行为学改变和三叉神经根轴突的髓鞘脱失；在插管植入过程中，不可避免导致大鼠脑组织的部分损伤，但是脑组织受损伤与脑组织未受损伤的大鼠相比在行为学上无任何不同，说明插管植入导致的脑损害不对实验结果造成影响。Yeomans和Klukinov[25]的建模方法与Jeon等[24]的相同，但其所使用压迫神经的材料是高吸水性树脂生物相容性聚合物。虽然三叉神经根立体定位模型通过脑内定位仪进行注射，但注射部位的准确性不太可靠，而且手术造成开放性颅内损伤，常并发出血和感染。

2.7三叉神经根慢性压迫模型临床医师对大量TN患者的治疗中发现三叉神经根受到周围微血管压迫，并非眶下神经[26]。Luo等[27]在大鼠右侧眶上缘取一弧形切口，沿眶上壁钝性分离眼眶壁和骨壁外组织，暴露骨性眼眶，并将一塑料导线(直径约0.1 cm)经眶下裂插入至颅内三叉神经根靠近脑干连接处的三叉神经根区；插入眶下裂的塑料导线长约1.2 cm，与脑干大约还有0.3 cm的距离，因此基本不会损伤脑干导致建模失败。该模型通过模拟血管压迫的TN常见病因，并通过动物行为学和形态学等方法，诱导了口面部TN样痛性反应，同时也观察到三叉神经根局部退行性改变，是目前为止在理论上较好的模拟临床的TN动物模型，但还未经大量实验反复证实其可靠性和稳定性，有待进一步改进和完善。

2.8光化学损伤诱导模型崔悦等[28]在大鼠触须垫上方眶下孔位置横向剪开约1 cm的切口，分离眶下神经周围组织，彻底暴露眶下神经，并进行右侧颈静脉插管，注入0.3 mL赤藓红B溶液(32.5 mg/kg溶于生理盐水)；立即将大鼠置于氩离子激光器下，对准暴露的眶下神经照射13 min，每5分钟再补充注射0.4 mL赤藓红B溶液，诱导眶下神经局部血管内皮损伤、组织缺血坏死，产生微循环障碍和神经脱髓鞘改变；与对照组相比，术后实验组大鼠出现明显的搔抓、退缩等痛行为改变，口面部三叉神经支配区基础痛阈出现显著下降；实验组纹状体细胞外液中疼痛相关因子——谷氨酸水平明显升高，可被加巴喷丁(临床上有效镇痛药)所抑制。该模型较好地模拟了TN样痛行为改变和相应的病理生理变化，对组织损伤小，避免了眶下神经缩窄环模型神经松紧度不易控制的缺陷，但所需实验仪器昂贵，阻碍了该模型方法的推广。

3小结

由于对TN发病机制缺少足够且深入清晰的认识，许多研究者所提出的诸多病因学说也缺乏充足的病理生理证据，这直接影响了临床TN对因治疗方法的发展。TN动物模型种类颇多，均有各自的优势和局限性。在临床中，TN发病率女性几乎是男性的2倍，说明性别可能是TN发病的重要影响因素[29]。但到目前为止，在TN发病机制的实验研究中，几乎使用的都是雄性动物模型。相信随着TN动物模型研究的进展，TN相关机制的研究也将有更进一步的深入。

参考文献

[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]王惠岚,罗道枢,陈江，等.大鼠三叉神经痛模型的建立[J].福建医科大学学报,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]黄锦煜,方敏,李嫕婧,等.延胡索在三叉神经痛大鼠模型中的镇痛作用研究[J].南方医科大学学报,2010,30(9):2161-2164.

[15]王延秀.三叉神经痛慢性缩窄环术大鼠动物模型建立的研究[J].泰山医学院学报,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]周殡,刘玉光,吴承远.建立大鼠三叉神经痛动物模型[J].山东医药,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]崔悦,赵佳,王晔，等.一种光化学损伤诱导的三叉神经痛大鼠模型的建立[J].中国药理学通报,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编辑：郑雪

基金项目：国家自然科学基金(81200867)；福建省“大学生创新创业训练计划”项目(201310392044)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.17.005

中图分类号：R745.11

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)17-3084-04