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Ugo Basile | 经典冷热刺激实验——啮齿类动物热板实验操作介绍
2145 人阅读发布时间：2024-09-13 11:06
热板法作为啮齿动物热痛觉评估的“金标准”，自上世纪中叶诞生以来广受推崇，由于疼痛具有强烈的主观性，开展大规模的疼痛研究在评价标准统一化方面存在一定的局限性。同时，直接在人体上进行实验也会带来许多伦理问题。因此，啮齿类动物作为最常见的实验动物，因其与人类的基因同源性高、易于饲养和繁殖、造模周期短、稳定性强等优点，被广泛用于疼痛研究领域。
热板法对动物组织损伤小，操作简便，可重复实验，痛觉反应潜伏期长，可以体现出不同实验条件间的细微差别。动物在热刺激下做出抬足、舔足、跳跃等行为的潜伏期(s)作为热痛觉敏感度的主要评价指标，从而区分痛觉过敏和异常性疼痛的差异。
冷热板测试仪广泛用于研究伤害感受器、温度感知受体、冷热异常性疼痛和超敏反应的基础机制研究，以及炎症与神经病理性疼痛中镇痛药物(如阿*类药物)的精确、快速筛选测试，测试化合物抗伤害的药效，如坐骨神经慢性收缩损伤(CCI)模型。
1.设备准备：
需要一个冷热板测试仪，该设备能够提供稳定的温度控制，并且可以记录动物的反应时间。测试仪通常包括一个温度可控的金属板和一个有盖的透明限制器，用以限制动物的活动范围；
2.动物准备：
为确保实验一致性，挑选相近体重大鼠或小鼠；
3.仪器消毒：
使用乙醇溶液对冷热盘进行消毒；
4.环境适应：
在实验开始前，让动物适应实验环境30-60分钟，减少应激反应，提高实验准确性。
(1)使用Ugo冷热板，可选择根据实验需求选择加热模式：恒温模式、线性升温模式或快速升温模式；
(2)在恒温模式下，设置一个恒定温度并可设定实验持续时间；
(3)在线性升温模式下，设置初始温度、终止温度、总时间或升温速率；
(4)在快速升温模式下，设置初始和最终温度，进行非线性快速升温。
如果使用Ugo冷热板，还可利用X-Pad应用程序自定义温度阶梯并导入设备，也可通过UB Lan设备互联功能通过计算机进行实验方法下载和结果输出等操作。
2.预热/预冷设备
启动冷热板，让其加热或冷却至设定的初始温度。
将动物放置在冷热板上，确保它们能够在一定空间内自由活动，不受约束。
密切观察动物的行为反应，使用数字小键盘或其他记录方式记录首次出现异常反应的时间，如抬足、舔舐、抓挠、跳跃等。如果动物在20秒内没有表现出任何异常反应，立即将动物从冷热板上移走，并结束该次实验。
如果使用Ugo Basile冷热板，可使用数字小键盘记录动物的不同行为，不同的数字按键对应不同行为，用户可自定义，方便记录。
收集所有动物的异常反应发生的时间、潜伏期等数据，进行统计分析，评估动物的痛觉感知和反应差异。
实验完成后，对冷热板进行清洁和维护，确保设备处于良好状态，准备下一次使用。
研究者为了研究NCX3（3 型钠钙交换蛋白）是否可以调节疼痛行为，在缺乏功能性NCX3的野生型（WT）与NCX3杂合型（NCX3HET）和NCX3纯合型（NCX3HOM）突变小鼠系中进行热板试验。
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每只小鼠被放置在保持恒定温度（50℃或55℃）的热板上；
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记录每只小鼠发生伤害性反应（后爪退缩或舔舐）所花费的时间，取平均值进行对比；
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配合其他行为学实验，佐证了NCX3的缺失与正常的急性疼痛相关行为相关。
图：分别在50℃和53℃热板上，两组动物出现异常反应时间（平均值）
文献来源：Trendafilova, Teodora, et al. "Sodium-calcium exchanger-3 regulates pain “wind-up”: From human psychophysics to spinal mechanisms." Neuron 110.16 (2022): 2571-2587. doi:
IF 18.69
1.动物选择和适应：
选择健康的小鼠或大鼠，并确保它们在实验前适应实验环境，以减少环境因素对实验结果的影响；
2.设备检查：
确保冷热板设备工作正常，设定适当的温度和最大反应时间。通常热板温度设置在52-55℃，冷板温度根据实验需求设定；
3.温度控制：
实验中应保持环境的安静与稳定，避免外界因素干扰动物的反应，并保持每一次实验室温一致，确保温度控制的精度和稳定性；
4.观察和记录：
在动物放置于冷热板上后，记录它们对温度刺激的反应时间，如跳跃、舔足等行为。注意在动物出现疼痛行为后立即移除动物，避免组织损伤；
5.实验重复性：
每只动物可以进行多次实验，但需间隔一定时间（如15分钟）以避免疼痛敏感性的累积影响，并设置对照组以排除其他因素对实验结果的影响；
6.数据处理：
对每组动物的反应时间求平均值，并使用适当的统计方法比较不同组别间的疼痛阈值差异；
7.清洁和消毒：
实验结束后，应清洁和消毒仪器以避免污染，并清除任何可能残留在平台上的污垢或碎屑。
Ugo Basile冷热板专为啮齿类动物冷热痛觉测试设计，具有-5℃-65℃的温度调节范围，满足冷、热痛觉实验需求；多阶段温度设定支持升温热板法，适合筛选非强效镇痛药物。仪器标配的数字键盘可将数字0-9定义为十种不同的动物反应（如抬足、舔舐、抓挠、跳跃、梳理等），同时考察记录多种实验现象，将痛觉与行为学研究相关联。冷热痛测试实验结果准确反映痛觉过敏、痛觉超敏等现象，主要应用于疼痛机制研究和镇痛药物筛选。
| 中国科学技术大学 | 浙二附院 | 复旦大学附属中山医院 |
| 复旦大学 | 广州中医药大学第一附属医院 | 上海医药集团股份有限公司 |
| 中国人民解放军北部战区总医院 | 中国医科大学附属第一医院 | 河南大学 |
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IF 66.85
2.Trendafilova, Teodora, et al. "Sodium-calcium exchanger-3 regulates pain “wind-up”: From human psychophysics to spinal mechanisms." Neuron 110.16 (2022): 2571-2587. doi:
IF 18.69
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10.Gan, Zheng, et al. "Repetitive non-invasive prefrontal stimulation reverses neuropathic pain via neural remodelling in mice." Progress in neurobiology 201 (2021): 102009. doi: 1
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