中扣带回-后岛叶通路调控痛觉超敏反应

研究背景

人类和啮齿类动物影像学研究表明，扣带回在疼痛感觉过程中处于持续激活状态。啮齿类疼痛模型动物前扣带回(ACC)体外电生理实验结果显示，ACC与疼痛记忆有关。然而，基于细胞结构、神经化学、纤维联系以及不同的活动模式区分扣带回亚区的功能研究仍很少，并且这些解剖学的差异如何转化为功能上的差异仍是未知。尽管疼痛异常敏感病人MCC呈持续激活状态，但是MCC在疼痛中的作用并不明确。此外，关于其通路及作用区域的机制研究也未见报道。该研究在清醒的小鼠上进行光遗传操作、环路研究和功能性评估，讨论了MCC在伤害性感受、急性疼痛和疼痛过程中亚急性可塑性中的具体作用。

主要研究结果

该研究使用重组Camk2a启动子的腺病毒载体(rAAV-CaMKII-ArchT-Venus)将古紫质质子泵（ArchT，黄光控制）和光敏感通道视紫红质蛋白2（ChR2，蓝光控制）导入MCC全层来抑制或刺激MCC神经元活动，光纤的最佳位置通过c-Fos表达情况来确定，并通过全细胞膜片钳和体内四极电极记录来检测操纵神经元活动的有效性。

将辣椒素注入小鼠后爪后， MCC各层神经元中c-Fos蛋白表达显著增加。在辣椒素注射后15～30 min内，黄光激活ArchT以阻断MCC神经元活动，c-Fos表达细胞数量显著减少。但是辣椒素诱发的急性疼痛行为并没有减轻。黄光作用于表达ArchT的大脑第一躯体感觉皮质后肢区(S1HL)时也产生相似的结果。使用双纤维方法同时抑制MCC和S1HL也不会影响辣椒素诱发的急性疼痛行为，这表明辣椒素诱发的急性痛存在多种通路。……