麻醉学。作者手稿；可在PMC 2010年3月22日获得。
以最终编辑形式发布为：
预防性维修识别码：项目经理2843419
NIHMSID公司：NIHMS83708标准
加巴喷丁在蓝斑内作用缓解神经病理性疼痛
D.V.M.博士。，* ，医学博士，博士。，† 医学博士。，‡和医学博士。
§ 奥巴塔（Hideaki Obata）
†日本群马大学医学研究生院麻醉系副教授
詹姆斯·艾森纳赫
§FM James，维克森林大学医学院麻醉学、生理学和药理学教授
*维克森林大学医学院麻醉系助理教授
§FM James，维克森林大学医学院麻醉学、生理学和药理学教授
†日本群马大学医学研究生院麻醉系副教授
‡日本群马大学医学研究生院麻醉学系研究生
通讯作者。 摘要
背景
加巴喷丁在神经损伤后利用下行抑制产生镇痛作用，但这是否是脑干的局部作用尚不清楚。作者假设加巴喷丁通过局部作用激活蓝斑（LC）中的去甲肾上腺素能神经元。
方法
雄性大鼠接受L5-L6脊神经结扎（SNL），并通过LC内或全身途径接受药物，用于行为测试、LC中的免疫组织化学和脊髓背角的微透析。在其他研究中，正常和SNL动物的脑干切片用于免疫组织化学。
结果
SNL增加了LC中双侧磷酸化环磷酸腺苷反应元件结合蛋白（pCREB）表达的细胞核，并增加了脊髓后角去甲肾上腺素的释放。无论是在孤立的脑干切片中，还是在清醒或麻醉的动物中，加巴喷丁都增加了LC中pCREB表达的细胞核。正常和SNL条件下，加巴喷丁净增加的pCREB表达没有差异。这种加巴喷丁诱导的LC神经元pCREB激活被AMPA受体拮抗剂6-氰基-7-硝基喹喔啉-2,3-二酮（CNQX）所阻断。LC-内注射加巴喷丁以剂量依赖性方式降低SNL大鼠的超敏反应。LC-LC内联合给药CNQX和鞘内给药α2-肾上腺素能受体拮抗剂idazoxan通过LC-加巴喷丁阻断抗超敏反应。静脉注射加巴喷丁诱导脊髓后角去甲肾上腺素释放。与正常情况相比，SNL大鼠中加巴喷丁释放去甲肾上腺素的净量更大，尽管与基线相比增加的百分比相同。
结论
这些结果表明加巴喷丁直接作用于脑干通过一种谷氨酸依赖性机制，在外周神经损伤后刺激下行抑制以产生抗超敏反应。
周围神经损伤可导致慢性疼痛、痛觉过敏和痛觉超敏，这些对非甾体抗炎药的反应较差。虽然阿片类药物疗效显著，1它们的长期使用因耐受性和有限的副作用而变得复杂。因此，几十年来，人们一直在寻找阿片类药物的替代品，但只有少数药物在临床上显示出疗效。加巴喷丁于1993年获得抗癫痫药物许可，随后被公认为治疗各种慢性疼痛的一线药物。2因为加巴喷丁依赖于与α的相互作用2神经损伤后初级传入纤维和脊髓中上调的钙通道δ亚单位，三,4大多数研究集中于加巴喷丁在脊髓水平的作用机制。然而，最近，我们和其他人提出，加巴喷丁也作用于脊髓上结构，刺激延髓脊髓下降抑制，以减轻神经性疼痛。5,6
去甲肾上腺素是脊髓内一种重要的内源性镇痛药，由起源于蓝斑（LC）和脑干邻近核团的球脊髓去甲肾上腺素能轴突释放。7,8去甲肾上腺素抑制脊髓疼痛的神经传递通过α活化2肾上腺素受体。7,8在大鼠体内，全身和侧脑室注射加巴喷丁均能产生镇痛作用，可被鞘内α阻断2-肾上腺素受体拮抗剂，5,6与该去甲肾上腺素能途径的激活相一致。加巴喷丁在人体中的作用可能类似，因为其口服剂量能产生术后镇痛，会增加脑脊液中去甲肾上腺素的浓度。9
加巴喷丁激活下行抑制的机制尚不清楚。高师等。10最近有报道称，加巴喷丁通过突触前机制减少了γ-氨基丁酸介导的LC神经元突触传递，表明加巴喷汀可能减少去甲肾上腺素能神经元的抑制性输入，导致其激活。然而，这种局部机制是否与行为动物完整的神经系统有关，尚未得到研究。
本研究的目的是确定加巴喷丁是否作用于脑干的局部回路，以刺激LC神经元和脊髓去甲肾上腺素的释放，在正常动物中产生镇痛作用，在神经损伤动物中产生抗超敏反应。首先，我们使用正常和脊髓神经门控（SNL）大鼠的脑干切片，检查加巴喷丁是否激活LC内的去甲肾上腺素能神经元，以及加巴喷汀在正常和慢性疼痛状态下是否有不同的作用。其次，我们研究了全身注射加巴喷丁是否激活正常和SNL大鼠的LC神经元。第三，我们通过测试LC-内注射加巴喷丁对正常大鼠和SNL大鼠后爪压力撤退阈值的影响，来检查LC中加巴喷汀局部作用对疼痛调节的意义。最后，我们研究了系统给药加巴喷丁是否会影响正常和SNL大鼠脊髓背角的去甲肾上腺素释放。这些研究为下行抑制的调节及其在存在和不存在外周神经损伤时的作用后果提供了重要的见解。
材料和方法
动物
使用来自Harlan Industries（印第安纳波利斯）和Japan SLC Inc.（日本滨松）的雄性Sprague-Dawley大鼠（体重180-250 g）。微透析和所有其他实验分别在威克森林大学（北卡罗来纳州温斯顿-塞勒姆）和群马大学研究生院医学（日本群马）动物护理和使用委员会的批准和动物伦理使用指南下进行。动物被安置在一个12小时的光暗循环下，有食物和水随意。
手术准备
脊髓神经结扎术
如前所述，11用2%异氟醚吸入氧气麻醉动物，暴露L6和S1椎体外侧板，切除右侧L6横突，并用5-0丝线将右侧L5和L6脊神经紧密结扎。允许动物恢复2周。
鞘内插管
用2%异氟醚麻醉动物，并按前述方法进行鞘内插管。12在枕大池的寰枕膜上进行一个小穿刺，并插入一个7.5 cm的聚乙烯导管（Re-CathCO LLC，Allison Park，PA），以便尾尖到达脊髓的腰椎扩大处。允许动物至少5天从手术中恢复。
LC内插管
用戊巴比妥钠（50 mg/kg）腹腔内麻醉动物，并将其安全放置在立体定向框架内（KOPF，Tujunga，CA）。根据大鼠脑图谱，将无菌不锈钢导向套管（26号针杆；Plastics One，Roanoke，VA）植入右侧LC。导向套管尖端的位置坐标为后角9.8mm、外侧1.4mm、硬脑膜表面腹侧7.0mm。13插管用牙科树脂和自锁螺钉固定，并用假插管盖住。允许动物至少5天从手术中恢复。实验结束后，将亚甲基蓝注射液（1μl）注入LC，并用戊巴比妥（150 mg/kg腹腔注射）杀死大鼠。脑干被切除，用8%缓冲的多聚甲醛后固定，并切片，显微镜下验证套管的放置。在所有病例中，LC均被亚甲蓝染色。
免疫组织化学
脑干切片研究
如前所述，进行了脑干切片实验，14我们使用多巴胺-β-羟化酶（DβH）作为去甲肾上腺素能神经元的标记物15和磷酸化环磷酸腺苷反应元件结合蛋白（pCREB）用于神经元激活。14在吸入5%异氟醚的深度麻醉期间，动物被斩首以取出脑干。使用振动器（VT1000S；Leica Mircosystems，Nussloch，Germany）从正常和L5-L6 SNL动物获得含有LC（600-μm厚度）的横断脑干切片，并在腔室中灌注人工脑脊液（2 ml/min，37°±0.5°C，95%O）2-5%一氧化碳2饱和）。人工脑脊液的成分为126.0 mM（M）氯化钠，2.5米M（M）KCl，1.3米M（M）硫酸镁4，2.5米M（M）氯化钙2，12米M（M）葡萄糖，1.2米M（M）不2人事军官4和25米M（M）碳酸氢钠三加巴喷丁（加拿大安大略省北约克市多伦多研究化学品公司）溶解于生理盐水中，海人酸（开曼化学公司，密歇根州安娜堡）和6-氰基-7-硝基喹喔啉-2,3-二酮二钠盐（CNQX-2Na；西格玛化学公司，圣路易斯，密苏里州）溶解于二甲亚砜中，并用人工脑脊液稀释。在基线灌注3h后，将脑干切片转移到药物激发室，与药物孵育30min，然后用4%多聚甲醛固定1h。然后用30%蔗糖冷冻固定组织48h并切片（16μm）。由于组织的潜在损伤，组织表面的第一和最后七个切片被丢弃，剩下的用于免疫细胞化学。对于DβH和pCREB染色，从每只动物中随机选择四个脑干切片。用1.5%的正常驴血清（Vector，Burlingame，CA）预处理切片，然后用小鼠单克隆抗Dβh抗体（1:1000，MAB308；Chemicon International Inc.，Temecula，CA）和兔抗pCREB抗体（1:100，No.06-519；Upstate，Lake Placid，NY）在4°C下孵育24小时在含有0.3%Triton X-100和1.5%正常驴血清的磷酸盐缓冲盐水中稀释。随后，用驴抗鼠荧光素（1:100；Chemicon International Inc.）培养切片1小时，然后用驴抗兔罗丹明（1:100，Chemicon国际Inc.）培养。最后，用标准异硫氰酸荧光素和四甲基罗丹明在倒置显微镜（200倍放大）下观察DβH和pCREB免疫染色异硫氰酸盐过滤器。使用设置一致的数字电荷耦合器件相机拍摄SNL大鼠双侧LC和正常大鼠随机选择的右侧或左侧LC的图像。在每个切片的整个LC中，对DβH和pCREB免疫染色的细胞进行计数。在每只动物中，对72-112个DβH免疫反应性LC细胞进行计数，这些细胞具有可见的细胞核。进行免疫组织化学和细胞计数的人对药物和治疗一无所知。
在体内书房
麻醉（2%异氟醚）或清醒动物通过尾静脉静脉注射生理盐水或加巴喷丁（50 mg/kg）。注射30分钟后斩首处死动物，收集脑干并在4%多聚甲醛中固定过夜。然后用30%蔗糖对固定组织进行72小时的冷冻保护，并按前一段所述进行切片免疫细胞化学。
行为测试
进行行为测试的人对药物和剂量不知情。如前所述，使用止痛剂（意大利科梅里奥Ugo Basile）测量施加在后爪上的收缩阈值，单位为克。16该装置向后爪施加越来越大的压力。当动物缩回爪子或发出声音时，压力立即释放，缩回阈值显示在刻度上。在药物治疗前，对动物进行3-5天的试验训练。为避免潜在的组织损伤，使用了250 g的截止值。我们在不同的日子里用过这些动物两三次。相同动物的实验间隔至少6天。药物和剂量是随机分配的。对于LC内注射，加巴喷丁和CNQX-2Na溶解在人工脑脊液中，并在行为测量前15分钟使用注射泵（200型；KD Scientific，Holliston，MA）以0.5μl/min的速度注射1μl溶液。鞘内给药时，将盐酸依达唑嗪（Sigma Chemical Co.）溶解在生理盐水中，并在测量前30分钟注射10μl的生理盐水。计算产生50%最大效应（ED）的有效剂量50)加巴喷丁的反应阈值数据根据以下公式转换为手术前阈值的返回百分比：手术前阈值返回百分比=（药物后阈值-基线药物前阈值）/（前SNL阈值-基线药前阈值）×100。药物前阈值是SNL后的退出阈值。预计起飞时间50通过线性回归确定。
脊髓去甲肾上腺素释放的测量
如前所述，对正常大鼠和SNL大鼠进行微透析研究，17稍作修改。用氨基甲酸乙酯（1.2-1.5g/kg腹膜内）诱导麻醉，然后通过鼻锥用0.5%异氟烷在100%氧气中维持麻醉。左股静脉插管进行药物注射。通过动物下方放置的加热垫将直肠温度保持在37°-38°C。通过胸腰段椎板切除术暴露脊髓L3-L5水平，然后将大鼠置于立体定向装置中。打开硬脑膜后，使用玻璃牵开器将进入脊髓记录部位上方水平的背根提起，以便微透析探针能够进入背角的浅层。使用微型操作器（型号WR-88；日本东京奈日治）从背根的侧面插入探针，并以15°的角度在1 mm的深度处推进。脊髓表面覆盖着矿物油。微透析探针由1 mm长的发夹状透析膜组成（外径=0.22 mm，内径=0.20 mm），膜连接到1 cm的硅胶双腔管上（外径=0.35 mm；日本京都Eicom公司）。微透析探针灌注林格溶液（147 mM（M）氯化钠，4米M（M）KCl，2.3米M（M）氯化钙2)使用注射泵（ESP-64；Eicom Co.）以恒定流速（1μl/min）。持续灌注120分钟后，收集两个连续样本，以测定透析液中的基础去甲肾上腺素浓度。给药盐水（0.5 ml）或加巴喷丁（50 mg/kg静脉注射），将样品收集到自动注射器（EAS-20；Eicom Co.）中，并使用高效液相色谱法分析去甲肾上腺素浓度，并使用HTEC-500分析系统（Eicom公司）进行电化学检测。色谱条件如下：流动相由0.1组成M（M）乙酸铵缓冲液（pH 6.0）和甲醇（7:3 vol/vol），含0.05M（M）磺酸钠和50 mg/l EDTA-2Na，柱为EICOMPAC CAX（2.0 mmφ×200 mm；Eicom Co.）。在当前研究中，该检测的检测限为每次注射62 fg。
统计分析
除非另有说明，否则数据均为正态分布，并以平均值±标准误差表示。各组之间的差异通过适当的单因素或双因素方差分析确定。P（P）<0.05被认为是显著的。
结果
脑干切片研究
和分别描述正常和SNL动物LC中DβH和pCREB的表达。最初，我们验证了脑干切片准备通过暴露于AMPA受体激动剂红藻氨酸（50μM）对兴奋作出反应的能力。Kainate使正常动物LC中DβH免疫反应细胞中pCREB免疫反应细胞的百分比从5.0±0.6%增加到45±6.9%（n=4个；P（P）< 0.05;). Kainate也能诱导SNL动物脑干切片中pCREB的表达，在Kainate（n=4）作用后，同侧LC和SNL中有64±8.3%的DβH免疫反应细胞表达pCREB免疫反应，而在载体作用后，表达pCRIB的细胞为21±4.1%（n=5；P（P）< 0.05).
正常大鼠脑干切片中多巴胺-β-羟化酶（DβH）-和磷酸化环磷酸腺苷反应元件结合蛋白（pCREB）免疫反应阳性神经元的显微照片。经载体处理的脑干切片(A-C公司)，100μM加巴喷丁（GBP；D-F公司)和50μM红藻氨酸(G-I公司)用DβH抗体染色30分钟(绿色)和pCREB(红色). 请注意，英镑(G公司)和红藻氨酸(我)βH免疫反应神经元中pCREB免疫反应性增加。比例尺=100微米。
脊髓神经阻断大鼠脑干切片中多巴胺-β-羟化酶（DβH）-和磷酸化环磷酸腺苷反应元件结合蛋白（pCREB）免疫反应阳性神经元的显微照片。脑干切片用载体处理(A类和D类)，100μM加巴喷丁（GBP；B类和E类)，1亿英镑，5000亿CNQX(C类和F类)30分钟。蓝斑同侧(A-C公司)和对侧(D-F公司)用DβH抗体对神经损伤进行染色(绿色)和pCREB(红色). 注意，GBP双侧增加了DβH免疫反应神经元的pCREB免疫反应性(B类和E类)英镑与CNQX的合并阻止了这一效应(C类和F类).比例尺=50微米。
神经损伤对pCREB表达的影响
如所示在正常动物的脑干切片中，很少有细胞表达pCREB。相比之下，SNL手术后2周，在SNL同侧和对侧的LC中普遍观察到pCREB核(). 与正常动物（5.0±0.6%，n=4；P（P）< 0.05;). 这些结果表明，单侧外周神经损伤导致LC中去甲肾上腺素能神经元的双侧激活。
加巴喷丁（GBP）浓度反应的量化以及AMPA拮抗剂对正常和脊髓神经依赖（SNL）大鼠脑干切片中磷酸化环磷酸腺苷反应元件结合蛋白（pCREB）激活的影响。数据以多巴胺-β-羟化酶免疫反应（DBH-IR）神经元中pCREB免疫反应（IR）的百分比表示。(A类)正常大鼠（n=4）和SNL大鼠（n=4或5）的脑干切片用载体和GBP（1-100μM）处理30分钟*P（P）< 0.05与正态双向方差分析#P（P）< 0.05与车辆通过单向方差分析。(B类)SNL大鼠的脑干切片用载体（n=5）、GBP（100μM，n=5#P（P）< 0.05与车辆$P（P）< 0.05与英镑。
Gabapentin诱导的pCREB活化
Gabapentin以浓度依赖的方式增加了正常和SNL动物脑干切片中DβH免疫反应细胞中pCREB免疫反应细胞核的百分比（1-100μM；,、和正常和SNL动物脑干切片中加巴喷丁对pCREB免疫反应与DβH免疫反应共定位的绝对浓度反应存在显著差异(P（P）< 0.05). 然而网SNL组（同侧43%，对侧49%）与正常组（44%）相比，加巴喷丁暴露后pCREB免疫反应与DβH免疫反应共定位的增加与载体相似。AMPA受体拮抗剂CNQX（50μM）不影响基础pCREB活性，但可阻断加巴喷丁诱导的pCREB-活化(,、和)表明加巴喷丁对谷氨酸依赖。
加巴喷丁对LC神经元pCREB表达的体内影响
与切片制备中的观察结果一致，SNL动物LC中pCREB免疫反应核的数量与正常动物相比增加(和). 静脉注射加巴喷丁（50 mg/kg；该剂量可使大鼠周围神经损伤后的机械戒断阈值逆转约50%18)在异氟醚麻醉期间，与生理盐水相比，正常和SNL动物LC中pCREB免疫反应核的数量显著增加(). SNL动物LC中载体和加巴喷丁治疗下pCREB的表达在麻醉和清醒状态下没有差异(和)，表明2%异氟烷麻醉不会影响LC神经元的激活，至少根据该标记物的评估。
全身注射加巴喷丁（GBP）对蓝斑磷酸化环磷酸腺苷反应元件结合蛋白（pCREB）激活作用的显微照片。正常和脊神经门控（SNL）大鼠接受生理盐水(A-C公司)或GBP（静脉注射50 mg/kg；D-F公司)清醒或2%异氟醚麻醉期间，注射多巴胺-β-羟化酶30min后收集脑干(绿色)和pCREB(红色)染色。在SNL组中(B类,C类,E类、和F类)给出了神经损伤同侧脑干的显微照片。比例尺=50微米。
全身注射生理盐水或加巴喷丁（GBP，50 mg/kg静脉注射）后，正常和脊神经依赖（SNL）大鼠脑干多巴胺-β-羟化酶免疫反应（DBH-IR）神经元磷酸化环磷酸腺苷反应元件结合蛋白免疫反应性（pCREB-IR）的定量。请参阅中的条件每组四只大鼠的数据显示为DBH-IR神经元中pCREB-IR的百分比*P（P）< 0.05与生理盐水#P（P）< 0.05与正常。
LC内注射加巴喷丁对神经损伤后超敏反应的行为影响
脊神经结扎使同侧后爪对SNL的退出阈值从140±12 g显著降低至67±11 g（平均±SD，n=31；P（P）< 0.0001). LC内注射加巴喷丁以剂量依赖性的方式增加SNL同侧后爪的退出阈值(). 与溶媒相比，加巴喷丁在0.3至3μg范围内表现出显著的抗过敏作用(P（P）< 0.05). 注射后15分钟观察加巴喷丁的峰值效应。ED公司50加巴喷丁在15min时间点的计算值（95%可信区间）为0.54μg（0.18-0.98μg）。鞘内注射α2-肾上腺素受体拮抗剂idazoxan（30μg）或CNQX（0.3μg）的液相注射均未单独影响戒断阈值，完全阻断了液相加巴喷丁（1μg；). 与在SNL动物中的效果相反，在正常动物中，液相色谱内注射加巴喷丁（3μg）不会影响戒断阈值()表明加巴喷丁不太可能引起严重的镇静作用，这会损害运动功能，至少是我们在当前研究中使用的剂量。
蓝斑内腔注射加巴喷丁（GBP）可降低脊神经结扎术（SNL）后的机械性超敏反应。(A类)正常（n=6）和SNL大鼠（n=7或8）接受溶媒或GBP（0.1-3μg）的液相注射。随着时间的推移，正常大鼠或SNL同侧的机械牵拉阈值对爪子施加压力*P（P）< 0.05与时间0。在SNL大鼠中，通过双向重复测量方差分析，0.3-3μg GBP组与溶媒组显著不同(P（P）< 0.05). (B类)鞘内注射（IT）生理盐水或依达唑嗪（Ida，30μg），30分钟后在LC中注射载体或1μg GBP，15分钟后在SNL大鼠（n=7）中获得药后测量（Post）*P（P）< 0.05与预地毯（Pre）。(C类)在SNL大鼠（n=8）测量（Post）前15分钟，在LC中注射1μg GBP、0.3μg CNQX或其混合物*P（P）< 0.05与预地毯（Pre）。
加巴喷丁对正常和SNL动物脊髓去甲肾上腺素释放的影响
与正常动物（0.34±0.04 pg/15μl，n=12；P（P）<0.05）。在盐处理组中，随着时间的推移，透析液中的去甲肾上腺素浓度略有下降(). 在加巴喷丁（静脉注射50 mg/kg）治疗组中，去甲肾上腺素浓度在药物注射后以时间依赖性的方式增加，在正常和SNL动物中与盐水治疗有显著差异(P（P）< 0.05). 尽管正常和SNL动物的百分比与基线相比没有差异，但从加巴喷丁给药后15-90分钟收集的透析液中去甲肾上腺素总含量在SNL动物中显著高于正常动物（3.5±0.6 pg/90μl，n=6）（2.0±0.4 pg/90微升，n=5）；P（P）< 0.05).
脊髓去甲肾上腺素释放的微透析。正常大鼠（n=6）和脊髓神经门控大鼠（SNL；n=6，静脉注射生理盐水或加巴喷丁（GBP，50 mg/kg）。数据以基线百分比表示。通过双向重复测量方差分析，英镑组与生理盐水组显著不同(P（P）< 0.05). *P（P）< 0.05与时间0通过单向方差分析。
讨论
导致超敏反应的外周神经损伤与各级感觉处理的大量变化有关，从脊髓的初级传入到脊髓上和皮层反应。疼痛的门控理论包括通过下行影响调节脊髓对感觉信息的处理。19尽管几十年来一直在探索下降抑制机制，20有一些证据表明，慢性疼痛患者在生理上招募下行抑制的能力降低。21这项工作和最近关于下降促进的工作22已将焦点从慢性超敏状态下的下降抑制转移开。然而，一些已批准的神经性疼痛治疗方法，包括去甲肾上腺素再摄取抑制剂、α2-如本报告所述，肾上腺素受体激动剂可乐定和加巴喷丁与球脊髓去甲肾上腺素能通路相互作用或模拟激活，产生镇痛作用。5,23,24因此，目前的研究提供了新的证据，证明了神经病理性疼痛最广泛的处方治疗之一的作用机制，以及降序抑制与其疗效的相关性。因为口服加巴喷丁会增加患者腰椎脑脊液中去甲肾上腺素的浓度，9我们相信加巴喷丁不仅在动物身上，而且在人类身上，很可能在冈上起作用，参与降肾上腺素能抑制。
感觉传导下行调制的调节机制尚不清楚，部分原因是相互作用的脊髓上回路的复杂性，部分原因在于缺乏选择性和局部影响下行通路的探针。目前的研究表明，加巴喷丁代表了一种降低去甲肾上腺素能抑制的探针。虽然加巴喷丁可以减少周围神经损伤后对感觉刺激过度的初级传入和脊髓反应，18,25系统管理后这些行动地点的相关性尚不确定。我们和其他人之前曾报道，全身和脑室内注射加巴喷丁可降低周围神经损伤后的超敏反应5,6以脊柱注射α阻断的方式2-肾上腺素受体拮抗剂，与加巴喷丁增强下降抑制作用一致。目前的研究扩展了这些观察结果，并从几个方面支持了这一假设。液相色谱内注射加巴喷丁也能抑制超敏反应，这种抑制作用被脊髓注射α2-肾上腺素受体拮抗剂。通过pCREB的表达测量，全身加巴喷丁增加了LC中的去甲肾上腺素能神经元活性，这在麻醉和清醒状态下也发生了类似的情况。缺乏麻醉效果很重要，因为微透析实验表明，全身加巴喷丁后去甲肾上腺素的脊髓释放增加，这是在麻醉动物中进行的必要性实验。最后，尽管不仅LC，脑干中的其他邻近核团也会将去甲肾上腺素能轴突发送到脊髓背角以诱导下行抑制，7,8加巴喷丁对降肾上腺素能抑制的激活很可能反映了LC内的局部回路，因为降肾上腺素能神经元的激活也发生在在体外药物接触。
加巴喷丁局部激活LC中去甲肾上腺素能神经元的机制，目前的研究仅部分解释。有三种可能的可能性：（1）加巴喷丁直接激活LC神经元，（2）加巴喷丁直接增加LC神经元的谷氨酸释放，或（3）加巴喷丁减少γ-氨基丁酸释放，间接增加谷氨酸对LC神经元的影响和/或释放。因为在目前的研究中，加巴喷丁诱导的LC神经元激活被AMPA受体阻滞剂完全阻断，假设1不太可能。LC的主要谷氨酸能输入来自巨细胞旁核并激活LC神经元通过AMPA受体，26在我们的切片制备中，这种投射的末端可能为加巴喷丁的作用提供了底物。另一方面，对脊髓的研究27,28和大脑29,30表明加巴喷丁减少而不是增加谷氨酸释放，如果在LC中也是如此，机制2不太可能。高师等。10最近有报道称，加巴喷丁可通过突触前机制降低外周神经损伤小鼠LC神经元中γ-氨基丁酸介导的突触传递。这一观察结果表明，加巴喷丁可能通过去抑制作用增加LC中的谷氨酸张力。因此，我们认为假设3是加巴喷丁作用的最可能机制。
目前研究中的一些观察结果可能看起来有些自相矛盾。尽管另一项研究表明SNL不会改变LC神经元的自发放电速率，31我们发现单侧SNL显著增加了切片制备中LC双侧去甲肾上腺素能神经元中pCREB的表达，并且体内也增加脊髓背角的基础去甲肾上腺素释放。这种差异可能是由于神经元活动（电活动）的不同测量与。pCREB表达和去甲肾上腺素释放）。在当前的研究中，我们没有研究错误操作的动物。由于SNL是一种侵入性手术，可能会引起炎症，因此我们不能明确地说，这种双侧pCREB激活和脊髓去甲肾上腺素释放增加仅仅是由于神经结扎或这种侵入性手术的其他方面。然而，当前研究的结果与LC的双边输入和输出一致7,8,26,32根据以前的报道，LC神经元的双侧激活是由单侧外周神经损伤引起的，而不是假手术引起的33SNL诱导脊髓背角脑源性神经营养因子依赖性去甲肾上腺素能轴突萌芽，而假手术并没有改变脊髓中脑源性神经元营养因子的含量。15尽管武内等。34据报道，侧脑室注射加巴喷丁后，部分坐骨神经结扎小鼠的脊髓去甲肾上腺素转换增加，而非手术小鼠则无变化。目前的研究表明，加巴喷汀可诱导正常和SNL动物的脊髓去甲肾上腺素释放，这与LC神经元的激活一致。这种差异可能是由于物种、去甲肾上腺素释放测量值或加巴喷丁注射部位的差异造成的。
有趣的是，尽管加巴喷丁激活了去甲肾上腺素能下降通路，但在正常大鼠中，注射LC-加巴喷汀并没有影响戒断阈值，这与之前的报告一致，即在没有超敏反应的情况下没有效果。6,18也许正常动物降肾上腺素能通路的激活与镇痛之间的脱节反映了脊髓去甲肾上腺素释放相对较低，或者正常和神经病变状态在α2脊髓中的肾上腺素受体。为了支持后者，鞘内注射可乐定可提高动物神经性疼痛状态的效力35和人类。23动物神经损伤后这种可塑性的几个潜在原因已经被证实，包括抑制性α的表达增加2降钙素基因相关肽表达传入神经上的肾上腺素受体，36脊髓α的G蛋白偶联效率增加2肾上腺素受体，37α增加2肾上腺素受体介导的抑制性胆碱能中间神经元激活与初级感觉神经元中抑制性M2毒蕈碱受体上调相关。38,39与基础去甲肾上腺素释放增加和去甲肾上腺素能轴突萌芽一致15在SNL后的脊髓背角，目前的研究还表明，与正常动物相比，加巴喷丁诱导SNL动物释放更多的脊髓去甲肾上腺素，尽管与基线相比增加的百分比相同。这些发现表明，周围神经损伤可增强去甲肾上腺素的疗效和释放，加巴喷丁利用这些可塑性变化在神经损伤后诱导脊髓去甲肾上腺素释放量高于正常情况。
总之，目前的研究表明，下行抑制在神经病理性疼痛的镇痛中起着重要作用，这种情况下常用的治疗方法在很大程度上依赖于这种机制，而不是依赖于外围或脊髓的活动。这些结果表明，下降抑制在外周神经损伤后超敏反应的调节中起着重要作用，并为探索以加巴喷丁和去甲肾上腺素转运体抑制剂为靶点的联合药物治疗提供了有力的理论基础。最后，这些数据表明加巴喷丁是一种有用的探针，可以了解LC中谷氨酸的局部调节和降肾上腺素能抑制的激活。
致谢
由马里兰州贝塞斯达国立卫生研究院（National Institutes of Health，Bethesda，Maryland）的NS59574（授予Eisenach博士）和DA024826（授予Hayashida博士）资助。
脚注
医学博士Michael M.Todd担任本文的处理编辑。艾森纳赫博士没有参与决策过程。
工具书类
1Raja SN、Haythornthwaite JA、Pappagallo M、Clark MR、Travison TG、Sabeen S、Royall RM、Max MB。鸦片类与抗抑郁药治疗带状疱疹后神经痛：一项随机、安慰剂对照试验。神经病学。2002;59：1015–21。[公共医学][谷歌学者] 2Laird MA，Gidal BE.加巴喷丁在神经病理性疼痛治疗中的应用。安药剂师。2000;34:802–7.[公共医学][谷歌学者] 3Gee NS、Brown JP、Dissanayake VU、Offord J、Thurlow R、Woodruff GN。新型抗惊厥药物加巴喷丁（Neurontin）与钙通道的α2delta亚单位结合。生物化学杂志。1996;271:5768–76.[公共医学][谷歌学者] 4Luo ZD、Calcutt NA、Higuera ES、Valder CR、Song YH、Svensson CI、Myers RR。大鼠神经病理性疼痛模型中损伤类型特异性钙通道α2δ-1亚基上调与加巴喷丁的抗超敏作用相关。药理学实验与治疗杂志。2002;303:1199–205.[公共医学][谷歌学者] 5Hayashida K、Parker R、Eisenach JC。口服加巴喷丁激活脊髓胆碱能回路，以减少周围神经损伤后的超敏反应，并与口服多奈哌齐协同作用。A类动物学。2007;106:1213–9.[公共医学][谷歌学者] 6Tanabe M、Takasu K、Kasuya N、Shimizu S、Honda M、Ono H。降去甲肾上腺素能系统和脊髓α2-肾上腺素能受体在加巴喷丁对小鼠部分神经损伤后热和机械痛觉作用中的作用。英国药理学杂志。2005;144:703–14. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者] 7Aston-Jones G、Shipley MT、Chouvet G、Ennis M、van Bockstaele E、Pieribone V、Shiekhattar R、Akaoka H、Drolet G、Astier B.蓝斑神经元的传入调节：解剖学、生理学和药理学。大脑研究进展。1991;88:47–75.[公共医学][谷歌学者] 8Pertovara A.去甲肾上腺素能疼痛调节。神经生物学进展。2006;80:53–83.[公共医学][谷歌学者] 9Hayashida K、DeGoes S、Curry R、Eisenach JC。加巴喷丁激活大鼠和人类的脊髓去甲肾上腺素能活动，并降低术后超敏反应。A类嵌套学。2007;106:557–62.[公共医学][谷歌学者] 10Takasu K、Ono H、Tanabe M.加巴喷丁在小鼠部分神经损伤后，对LC神经元中GABA能突触传递产生PKA依赖性突触前抑制。神经化学杂志。2008;105:933–42.[公共医学][谷歌学者] 11Kim SH，Chung JM。大鼠节段性脊神经结扎产生的周围神经病变的实验模型。疼痛。1992;50:355–63.[公共医学][谷歌学者] 12Yaksh TL，Rudy TA。脊髓蛛网膜下腔慢性插管。生理行为。1976;17:1031–6.[公共医学][谷歌学者] 13Paxinos G，Watson C。立体定向坐标系下的大鼠大脑。学术出版社；圣地亚哥：2005年。[谷歌学者] 14Kawasaki Y、Kohno T、Zhung ZY、Brenner GJ、Wang H、Van Der Meer C、Befort K、Woolf CJ、Ji RR。嗜离子和代谢性受体、蛋白激酶A、蛋白激酶C和Src有助于C纤维诱导的ERK激活和背角神经元中cAMP反应元件结合蛋白磷酸化，从而导致中枢敏化。神经科学杂志。2004年；24:8310–21. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者] 15Hayashida KI、Clayton BA、Johnson JE、Eisenach JC。脑源性神经生长因子诱导大鼠神经损伤后脊髓去甲肾上腺素能纤维发芽并增强可乐定镇痛作用。疼痛。2008;136：348–55。 [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者] 16Randall LO，Selitto JJ。一种测量炎症组织镇痛活性的方法。国际药物动力学疗法。1957;111:409–19.[公共医学][谷歌学者] 17Li X，Eisenach JC。烟碱乙酰胆碱受体对脊髓去甲肾上腺素释放的调节。A类动物学。2002;96:1450–6.[公共医学][谷歌学者] 18Pan HL，Eisenach JC，Chen SR.加巴喷丁抑制神经病变大鼠的异位神经放电并逆转痛觉超敏。药理学实验与治疗杂志。1999;288:1026–30.[公共医学][谷歌学者] 19Melzack R，Wall PD。疼痛机制：一种新理论。科学。1965;150:971–9.[公共医学][谷歌学者] 20Fields HL，Basbaum AI.脊髓疼痛传递神经元的脑干控制。《生理学年鉴》。1978;40:217–48.[公共医学][谷歌学者] 21Witting N，Svensson P，Jensen TS。神经性疼痛患者内源性疼痛抑制系统的差异招募。疼痛。2003;103:75–81.[公共医学][谷歌学者] 22Burgess SE，Gardell LR，Ossipov MH，Malan TP，Jr，Vanderah TW，Lai J，Porreca F.延髓头侧腹内侧区的时间依赖性下行促进维持但不引发神经性疼痛。神经科学杂志。2002;22:5129–36. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者] 23Eisenach JC、DuPen S、Dubois M、Miguel R、Allin D。可乐定硬膜外镇痛治疗顽固性癌症疼痛。硬膜外可乐定研究组。疼痛。1995;61:391–9.[公共医学][谷歌学者] 24Sindrup SH、Otto M、Finnerup NB、Jensen TS。抗抑郁药治疗神经性疼痛。基础临床药理学毒理学。2005;96:399–409.[公共医学][谷歌学者] 25铃木R、拉赫曼W、Rygh LJ、韦伯M、亨特SP、狄更森AH。调节神经病理性疼痛的脊髓上5-羟色胺能回路及其加巴喷丁治疗。疼痛。2005;117:292–303.[公共医学][谷歌学者] 26Singewald N，Philippu A.蓝斑神经递质的释放。神经生物学进展。1998年；56:237–67.[公共医学][谷歌学者] 27Coderre TJ、Kumar N、Lefebvre CD、Yu JS。有证据表明加巴喷丁通过抑制脊髓谷氨酸释放来减轻神经病理性疼痛。神经化学杂志。2005;94:1131–9.[公共医学][谷歌学者] 28下山M、下山N、Hori Y.加巴喷丁影响大鼠背角的谷氨酸能兴奋性神经传递。疼痛。2000;85:405–14.[公共医学][谷歌学者] 29Dooley DJ，Mieske CA，Borosky SA。加巴喷丁抑制大鼠新皮质和海马脑片中K（+）诱发的谷氨酸释放。神经科学快报。2000;280:107–10.[公共医学][谷歌学者] 30Maneuf YP，Hughes J，McKnight AT。Gabapentin抑制P物质促进的K（+）诱发的[（3）H]谷氨酸从大鼠三叉神经尾核切片中释放。疼痛。2001;93：191–6。[公共医学][谷歌学者] 31Viisanen H，Pertovara A.外周神经损伤对大鼠蓝斑神经元反应特性和蓝斑螺旋体抗伤害作用的影响。神经科学。2007;146:1785–94.[公共医学][谷歌学者] 32Clark FM，Proudfit HK。去甲肾上腺素能蓝斑神经元对大鼠脊髓神经支配的遗传差异的解剖学证据。大脑研究。1992;591:44–53.[公共医学][谷歌学者] 33Mao J，Mayer DJ，Price DD。外周单神经病变大鼠模型中指示疼痛的脑活动增加模式。神经科学杂志。1993;13:2689–702. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者] 34Takeuchi Y、Takasu K、Honda M、Ono H、Tanabe M。神经化学证据表明，在外周神经损伤后，冈上注射加巴喷丁可激活降肾上腺素能系统。欧洲药理学杂志。2007;556:69–74.[公共医学][谷歌学者] 35Paqueron X、Conklin D、Eisenach JC。周围神经损伤后鞘内注射可乐定对机械性而非热性伤害性作用的可塑性。A类动物学。2003;99:199–204.[公共医学][谷歌学者] 36Eisenach JC，Zhang Y，Duflo F.α2-肾上腺素能受体抑制正常和受损感觉神经元对电刺激的细胞内Ca2+反应，同时增加损伤后降钙素基因相关肽表达神经元的抑制。神经科学。2005;131:189–97.[公共医学][谷歌学者] 37Bantel C，Eisenach JC，Duflo F，Tobin JR，Childers SR.脊髓结扎增加脊髓中α2-肾上腺素能受体G蛋白偶联。大脑研究。2005;1038:76–82.[公共医学][谷歌学者] 38基·哈亚希达、拜纳姆·T、文斯勒·M、艾森纳赫·JC。外周神经损伤后，在轴切和完整的小直径背根神经节细胞中抑制性M2毒蕈碱受体上调。神经科学。2006;140:259–68.[公共医学][谷歌学者] 39Obata H、Li X、Eisenach JC。α2-可乐定对肾上腺素受体的激活增强了大鼠神经结扎后脊髓组织刺激诱发的乙酰胆碱释放。A类动物学。2005;102:657–62.[公共医学][谷歌学者] 
