神经损伤后自发痛的新机制—初级感觉神经元的同步簇状激活

神经病理性疼痛的主要临床表现为自发痛、痛觉过敏和痛觉超敏。自发痛是神经病理性疼痛病人最常见的主诉，指在没有外界刺激诱发的情况下，依然存在的疼痛。其发病机制不清，也缺乏有效的治疗药物。背根神经节 (dorsal root ganglion, DRG) 作为感觉信息传递的第一站，参与神经病理性疼痛的外周敏化机制。该研究在坐骨神经分支选择性损伤 (spared nerve injury, SNI) 小鼠，采用在体DRG钙成像的方法，大规模同步记录DRG神经元的钙信号变化，深入探讨自发痛的外周机制。结果：（1）SNI小鼠的DRG神经元出现自发同步簇状激活 (synchronized cluster firing)，且与自发痛呈正相关。超过3个邻近的DRG神经元钙信号同步激活，定义为簇状激活事件 (cluster friing event, CFE)。在2小时的记录期间，大约有55%的SNI小鼠出现CFEs，每个DRG约有2.6个CFEs，每个CFE的发生频率约每小时4次。CFEs的频率和持续时间，与小鼠的自发痛呈正相关。CFEs主要发生在DRG的边界，尤其是两极处，与既往报道的交感发芽部位一致。提示交感神经发芽可能是CFE发生的潜在机制；（2）CFEs发生在交感神经芽生的位置。使用Phox2b-Cre;Rosa26-LSL-tdTomato;Pirt-GFP小鼠以示踪交感神经纤维，发现SNI小鼠DRG中存在大量的交感神经发芽。通过向SNI小鼠的DRG中注射CTB555，逆行示踪交感神经节 (sympathetic ganglion, SG) 到DRG的纤维联系，发现邻近SG的CTB555信号增强。对Phox2bCre;tdTomato小鼠行SNI，并用GCaMP6病毒感染DRG神经元，发现只有交感神经芽生的小鼠中出现CEFs，且CEFs只发生在交感神经芽生的位置旁；（3）抑制异位的交感神经可减弱CFEs和自发性疼痛。采用神经药理学、Phox2b-Cre;GiDREAD小鼠注射CNO，以及微交感神经切除 (microsympathectomy, mSYMPX) 等方法，均可抑制或切断异位的交感神经，减弱CFEs和自发性疼痛；（4）激活异位交感神经可增加CFEs和自发性疼痛。在Phox2b-Cre;GqDREADD小鼠，DRG局部感染AAV9.Cag.GCaMP6s并建立SNI模型。发现局部应用CNO激活交感神经，可以增加CFEs的发生率和自发痛；（5）SNI引起DRG内源性去甲肾上腺素 (norepinephrine, NE) 释放。为了确定芽生的交感神经纤维是否释放NE，该研究在DRG内表达NE荧光探针。结果发现只有SNI小鼠中存在内源性NE的释放，对照组小鼠无此现象。采用神经药理学方法证明，局部阻断NE受体可抑制CFEs并减轻自发痛。因此，阻断交感神经发芽引起的DRG神经元同步簇状激活，可以治疗神经损伤后的自发痛。该研究为自发痛的治疗提供了新的思路和靶点。