化学药物诱导的小鼠疼痛模型：原理、方法与评价体系
摘要： 化学药物诱导的小鼠疼痛模型是研究疼痛机制和评价镇痛药物效果的重要工具。本文详细介绍了福尔马林实验和醋酸扭体实验两种经典模型的建立原理、操作步骤、行为学评价指标及其应用价值，为相关研究提供标准化参考。
一、模型原理与意义
化学刺激物通过直接激活外周伤害性感受器或引发局部炎症反应，模拟临床常见的炎性痛和内脏痛。其优势在于：
- 操作简便，成本低： 无需复杂手术。
- 反应明确，可量化： 产生特征性、可观测的行为学反应（舔舐、抬足、扭体）。
- 机制多样： 可分别研究急性伤害性传入（福尔马林实验第I相）和中枢敏化/炎症痛（福尔马林实验第II相，醋酸扭体）。
- 药物筛选高效： 广泛用于镇痛药物的初步筛选和药效评价。
二、常用模型介绍
（一）福尔马林实验
- 致痛原理： 足底皮下注射低浓度福尔马林（甲醛溶液），通过直接刺激伤害性感受末梢（第I相，0-10分钟）和引发局部炎症反应及中枢敏化（第II相，10-60分钟）产生双相疼痛行为。
- 操作步骤：
- 动物适应： 小鼠置于透明有机玻璃观察箱（如25cm x 15cm x 15cm）中适应至少30分钟。
- 注射： 固定小鼠，用微量注射器向一侧后肢足底皮下注射1-5%福尔马林溶液（溶于生理盐水）20-50μL。注射动作需迅速准确，避免损伤组织。
- 行为观察： 注射后立即将小鼠放回观察箱，用摄像机记录或由经过培训的观察者盲法记录0-60分钟内行为。
- 行为学评价指标：
- 主要指标： 注射侧后肢的抬足时间（Lifting, s） 和舔舐/啃咬时间（Licking/Biting, s）。通常按时间窗分段记录（如0-5min, 5-10min, 10-20min, 20-30min, 30-40min, 40-50min, 50-60min）。
- 次要指标（可选）： 注射足的负重情况（可通过步态分析仪或观察评估）。
- 结果分析：
- 典型的双相反应：第I相（0-10分钟，急性伤害性传入）和第II相（10-60分钟，炎症及中枢敏化）。
- 计算各时间窗内的抬足时间和舔舐时间总和，或绘制时间-反应曲线。
- 镇痛药物评价：比较给药组与对照组各时相的行为总时间差异。
（二）醋酸扭体实验
- 致痛原理： 腹腔注射稀醋酸溶液（或苯基苯醌、缓激肽等），刺激腹膜和内脏浆膜层的化学感受器，引发特征性的“扭体”反应（腹部收缩、躯干扭转、后肢伸展等）。
- 操作步骤：
- 动物适应： 小鼠置于透明观察笼中适应环境。
- 注射： 腹腔注射0.6-1.0%醋酸溶液（溶于生理盐水）10mL/kg体重（例如，20g小鼠注射0.2mL）。注射部位通常选择下腹部，避免损伤脏器。
- 行为观察： 注射后立即将小鼠放回观察笼，记录注射后第5分钟至第15分钟（或第20分钟） 内发生的扭体次数。
- 行为学评价指标：
- 主要指标： 扭体次数（Writhing Counts）。一个扭体反应定义为：腹部内凹（向脊柱方向收缩），同时伴有躯干扭转（身体呈弓状）和至少一侧后肢伸展。
- 结果分析：
- 记录每只小鼠在规定时间窗内的总扭体次数。
- 镇痛药物评价：计算给药组的扭体抑制率（%）。
- 抑制率(%) = [(对照组平均扭体次数 - 给药组平均扭体次数) / 对照组平均扭体次数] × 100%
三、模型评价与应用
- 优点：
- 操作标准化程度高，重复性好。
- 对阿片类和非甾体抗炎药（NSAIDs） 均敏感，适合广谱镇痛药筛选。
- 福尔马林实验能区分药物对急性痛和炎症/中枢敏化痛的作用。
- 醋酸扭体实验对内脏痛研究有一定价值。
- 局限性：
- 主要反映自发痛行为，对神经病理性痛模拟有限。
- 行为学观察具有一定主观性（需严格培训和盲法）。
- 福尔马林注射可能造成局部组织损伤。
- 醋酸扭体模型机制相对复杂，涉及多种介质（前列腺素、缓激肽、5-HT等）。
四、实验设计与注意事项
- 动物选择： 常用健康成年小鼠（如C57BL/6，ICR，昆明种等），性别、周龄、体重需匹配并随机分组。实验前应在动物房适应至少3天。
- 对照组设置： 溶剂对照组（注射生理盐水或相应溶剂）、模型对照组（注射致痛剂）、阳性药物对照组（如吗啡3-5mg/kg用于福尔马林实验，阿司匹林100-200mg/kg用于扭体实验）。
- 药物处理： 待测药物通常在致痛剂注射前一段时间给予（如口服30-60min前，腹腔注射15-30min前），具体取决于药物代谢动力学。
- 伦理与动物福利：
- 严格遵守动物实验伦理规范，获得伦理委员会批准。
- 尽量减少动物数量和痛苦，使用最低有效浓度的致痛剂。
- 实验后密切观察动物状态，必要时给予人道终点处理（如严重痛苦无法缓解时安乐死）。
- 实验结束后，福尔马林模型小鼠应单独饲养至足部炎症消退；扭体模型小鼠通常可在观察期结束后恢复正常。
- 环境控制： 保持安静、温度（22±2℃）、湿度（50±10%）适宜、光照适度的实验环境，减少干扰。
- 数据分析： 使用适当的统计学方法（如t检验、方差分析ANOVA及事后检验）进行组间比较。数据以均值±标准差（Mean±SD）表示。
五、结论
福尔马林实验和醋酸扭体实验作为经典的化学诱导小鼠疼痛模型，因其操作简便、反应特征性强、对多种镇痛药敏感，在基础疼痛机制研究和镇痛药物筛选中具有不可替代的价值。严格遵循标准化操作流程、注重动物福利并采用客观的行为学评价指标，是确保实验结果可靠、可比的关键。
参考文献： (此处省略具体文献，实际撰写应引用经典及近期相关方法学论文)