神經(jīng)損傷后自發(fā)痛的新機制—初級感覺神經(jīng)元的同步簇狀激活

神經(jīng)病理性疼痛的主要臨床表現(xiàn)為自發(fā)痛、痛覺過敏和痛覺超敏。自發(fā)痛是神經(jīng)病理性疼痛病人最常見的主訴，指在沒有外界刺激誘發(fā)的情況下，依然存在的疼痛。其發(fā)病機制不清，也缺乏有效的治療藥物。背根神經(jīng)節(jié) (dorsal root ganglion, DRG) 作為感覺信息傳遞的第一站，參與神經(jīng)病理性疼痛的外周敏化機制。該研究在坐骨神經(jīng)分支選擇性損傷 (spared nerve injury, SNI) 小鼠，采用在體DRG鈣成像的方法，大規(guī)模同步記錄DRG神經(jīng)元的鈣信號變化，深入探討自發(fā)痛的外周機制。結(jié)果：（1）SNI小鼠的DRG神經(jīng)元出現(xiàn)自發(fā)同步簇狀激活 (synchronized cluster firing)，且與自發(fā)痛呈正相關(guān)。超過3個鄰近的DRG神經(jīng)元鈣信號同步激活，定義為簇狀激活事件 (cluster friing event, CFE)。在2小時的記錄期間，大約有55%的SNI小鼠出現(xiàn)CFEs，每個DRG約有2.6個CFEs，每個CFE的發(fā)生頻率約每小時4次。CFEs的頻率和持續(xù)時間，與小鼠的自發(fā)痛呈正相關(guān)。CFEs主要發(fā)生在DRG的邊界，尤其是兩極處，與既往報道的交感發(fā)芽部位一致。提示交感神經(jīng)發(fā)芽可能是CFE發(fā)生的潛在機制；（2）CFEs發(fā)生在交感神經(jīng)芽生的位置。使用Phox2b-Cre;Rosa26-LSL-tdTomato;Pirt-GFP小鼠以示蹤交感神經(jīng)纖維，發(fā)現(xiàn)SNI小鼠DRG中存在大量的交感神經(jīng)發(fā)芽。通過向SNI小鼠的DRG中注射CTB555，逆行示蹤交感神經(jīng)節(jié) (sympathetic ganglion, SG) 到DRG的纖維聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)鄰近SG的CTB555信號增強。對Phox2bCre;tdTomato小鼠行SNI，并用GCaMP6病毒感染DRG神經(jīng)元，發(fā)現(xiàn)只有交感神經(jīng)芽生的小鼠中出現(xiàn)CEFs，且CEFs只發(fā)生在交感神經(jīng)芽生的位置旁；（3）抑制異位的交感神經(jīng)可減弱CFEs和自發(fā)性疼痛。采用神經(jīng)藥理學(xué)、Phox2b-Cre;GiDREAD小鼠注射CNO，以及微交感神經(jīng)切除 (microsympathectomy, mSYMPX) 等方法，均可抑制或切斷異位的交感神經(jīng)，減弱CFEs和自發(fā)性疼痛；（4）激活異位交感神經(jīng)可增加CFEs和自發(fā)性疼痛。在Phox2b-Cre;GqDREADD小鼠，DRG局部感染AAV9.Cag.GCaMP6s并建立SNI模型。發(fā)現(xiàn)局部應(yīng)用CNO激活交感神經(jīng)，可以增加CFEs的發(fā)生率和自發(fā)痛；（5）SNI引起DRG內(nèi)源性去甲腎上腺素 (norepinephrine, NE) 釋放。為了確定芽生的交感神經(jīng)纖維是否釋放NE，該研究在DRG內(nèi)表達NE熒光探針。結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有SNI小鼠中存在內(nèi)源性NE的釋放，對照組小鼠無此現(xiàn)象。采用神經(jīng)藥理學(xué)方法證明，局部阻斷NE受體可抑制CFEs并減輕自發(fā)痛。因此，阻斷交感神經(jīng)發(fā)芽引起的DRG神經(jīng)元同步簇狀激活，可以治療神經(jīng)損傷后的自發(fā)痛。該研究為自發(fā)痛的治療提供了新的思路和靶點。