中扣帶回-后島葉通路調控痛覺超敏反應

研究背景

人類和嚙齒類動物影像學研究表明，扣帶回在疼痛感覺過程中處于持續激活狀態。嚙齒類疼痛模型動物前扣帶回(ACC)體外電生理實驗結果顯示，ACC與疼痛記憶有關。然而，基于細胞結構、神經化學、纖維聯系以及不同的活動模式區分扣帶回亞區的功能研究仍很少，并且這些解剖學的差異如何轉化為功能上的差異仍是未知。盡管疼痛異常敏感病人MCC呈持續激活狀態，但是MCC在疼痛中的作用并不明確。此外，關于其通路及作用區域的機制研究也未見報道。該研究在清醒的小鼠上進行光遺傳操作、環路研究和功能性評估，討論了MCC在傷害性感受、急性疼痛和疼痛過程中亞急性可塑性中的具體作用。

主要研究結果

該研究使用重組Camk2a啟動子的腺病毒載體(rAAV-CaMKII-ArchT-Venus)將古紫質質子泵（ArchT，黃光控制）和光敏感通道視紫紅質蛋白2（ChR2，藍光控制）導入MCC全層來抑制或刺激MCC神經元活動，光纖的最佳位置通過c-Fos表達情況來確定，并通過全細胞膜片鉗和體內四極電極記錄來檢測操縱神經元活動的有效性。

將辣椒素注入小鼠后爪后， MCC各層神經元中c-Fos蛋白表達顯著增加。在辣椒素注射后15～30 min內，黃光激活ArchT以阻斷MCC神經元活動，c-Fos表達細胞數量顯著減少。但是辣椒素誘發的急性疼痛行為并沒有減輕。黃光作用于表達ArchT的大腦第一軀體感覺皮質后肢區(S1HL)時也產生相似的結果。使用雙纖維方法同時抑制MCC和S1HL也不會影響辣椒素誘發的急性疼痛行為，這表明辣椒素誘發的急性痛存在多種通路。……