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足底热刺痛实验(Plantar Test / Hargreaves Test)是一种广泛用于评估啮齿类动物热痛敏感性的行为学方法,特别适用于检测外周炎症性或神经病理性疼痛模型中的痛觉过敏以及镇痛药物的疗效。
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Fig1 相关测试设备,上海欣软
实验原理
利用聚焦的红外热辐射照射小鼠或大鼠后足底皮肤,引发伤害性热刺激。动物因感受到灼痛而迅速抬脚或舔爪,该缩足潜伏期(Paw Withdrawal Latency, PWL)被自动记录。
潜伏期越短 → 热痛敏感性越高(痛觉过敏);
潜伏期延长 → 镇痛效应或感觉减退。
实验步骤
适应阶段
将动物置于透明有机玻璃笼中(底部为玻璃板),置于22–25℃安静环境中,使其适应测试环境,减少应激干扰。实验应在安静、无干扰的环境中进行,以避免噪音或震动引起动物焦虑或僵直,从而影响结果。所用设备包括控制器(用于调节红外强度、显示反应时间)、发射/检测单元(通过光纤连接控制器,发射红外光并检测足部运动)、带框玻璃板(需保持清洁,任何尿液、粪便或污渍都必须立即清除,因其会影响热传导性能)以及适用于大鼠(最多6只)或小鼠(最多12只)的动物测试箱。
实验前,动物需进行适应性训练:在实验开始前至少一周内,每天将动物轻柔转移至测试箱中静置30–60分钟,使其熟悉环境并采集基线数据;在此期间可放置少量蔗糖或食物颗粒(约5–10粒)以帮助动物镇静。不同品系活动水平差异显著:大鼠中,Lewis品系较温顺但易睡着导致反应延迟,Lister-Hooded品系过于活跃可能干扰测试,而Sprague Dawley品系活动适中,是理想选择;小鼠中C57BL/6比BALB/c更活跃,但只要充分适应,任何品系均可使用。正式测试时,先将动物转移至测试箱中适应15–20分钟直至安静(若睡着可轻敲箱体唤醒),然后根据预实验设定合适的红外强度(如成年雄性Lewis大鼠常用48单位),将发射/检测单元精准对准待测足底中心正下方(利用容器上的定位线辅助,并确保足底平整贴合玻璃板,否则结果无效)。按下START键后,红外灯与计时器同步启动;当动物因热痛缩回足部时,系统自动关闭红外灯并停止计时。有效反应通常伴随舔舐或查看足部,而自主移动不视为有效反应,该次数据应剔除。反应时间需记录,且建议设置最大截止时间为20秒以防止烫伤。每只足至少重复测试3次(若时间允许建议5次,可剔除最高和最低值后取平均),每次间隔不少于5分钟(期间可测试其他动物)。
测试结束后轻柔将动物送回饲养室,并彻底清洁测试箱和玻璃板(使用70%乙醇等消毒液去除气味、尿液或粪便)。如需多时间点采样,可在后续时间点重复上述步骤。
关键注意事项
避免烫伤:必须设置安全截止时间(通常15–20秒);
控制环境温度:室温波动会影响结果;
盲法操作:实验者不知分组信息,减少主观偏差;
左右足交替测试:防止局部敏化影响;
剔除异常值:如动物在无刺激时频繁甩脚,可能提示自发痛或焦虑。
总结
该方法具有非侵入性、高灵敏度和良好重复性,广泛应用于炎症性或神经病理性疼痛模型中的痛觉过敏评估及镇痛药物疗效验证。
实验过程中,操作者必须密切观察动物,确保其缩回足部的行为是对热刺激的反应,而非自主移动。若动物因随意活动而抬脚,则该次试验应视为无效,因为所观察到的“缩足反应”很可能并非由热痛引起。需要注意的是,Hargreaves 设备本身无法区分足部运动是由热刺激引发还是出于自主行为。典型的热痛诱发缩足反应通常会伴随动物查看或舔舐受刺激的足部。
接受 Hargreaves 测试的动物可能因实验处理(如注射致痛敏物质)而对热痛高度敏感,也可能因先前接受过外周或中枢神经系统损伤而痛觉减退。对于痛觉减退的动物,必须设定一个安全截止时间以防止因未能及时缩足而导致烫伤。
文献引用:
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