Morphological and functional reorganization of rat medial prefrontal cortex in neuropathic pain

doi:10.1073/pnas.0809897106

.2009年2月17日；106(7):2423-8.

doi:10.1073/pnas.0809897106。 Epub 2009年1月26日。

神经病理性疼痛大鼠内侧前额叶皮层的形态和功能重组

亚历克西亚·梅茨¹, 厚街有, 玛丽亚·维吉尼亚·森特诺, 瓦妮娅·阿普卡里亚, 马可·马蒂娜

附属机构

PMID： 19171885
预防性维修识别码： PMC2650172型
DOI（操作界面）： 10.1073/pnas.0809897106

神经病理性疼痛大鼠内侧前额叶皮层的形态和功能重组

Alexia E Metz公司等。美国国家科学院程序. 2009.

.2009年2月17日；106(7):2423-8.

doi:10.1073/pnas.0809897106。 Epub 2009年1月26日。

作者

Alexia E Metz公司¹, 豪杰尤, 玛丽亚·维吉尼亚·森特诺, 瓦妮娅·阿普卡里亚, 马可·马蒂娜

附属

¹美国伊利诺伊州芝加哥市东芝加哥大道303号西北大学芬伯格医学院生理学系，邮编60611。

PMID： 19171885
预防性维修识别码： PMC2650172型
DOI（操作界面）： 10.1073/pnas.0809897106

摘要

神经病理性疼痛是由神经系统损伤或功能障碍引起的慢性疼痛。抑郁和认知能力下降往往与慢性疼痛相结合，这表明与较高认知功能相关的皮层区域受到了影响。我们研究了神经病理性疼痛大鼠备用神经损伤（SNI）模型对侧内侧前额叶皮质（mPFC）急性切片中2/3层锥体神经元，发现SNI和假手术动物的mPFC在形态和功能上存在差异。SNI大鼠神经元的基底树突（而非顶端树突）比假手术动物的树突更长，分支更多；SNI大鼠神经元基底树突的棘密度也选择性增加；形态变化伴随着NMDA成分对突触电流的贡献增加。有趣的是，通过传入纤维刺激在mPFC神经元中引发的突触电流的NMDA/AMPA比率与大鼠受伤（但不在对侧）爪子的触觉阈值呈线性相关。我们的结果不仅提供了神经性疼痛导致mPFC重排的证据，这可能有助于确定与慢性疼痛相关的认知损伤的细胞基础，而且还显示了皮层单神经元水平上与疼痛相关的形态学变化。

PubMed免责声明

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

数字

**图1。**
研究了锥体神经元的地形图。在手术侧对侧的mPFC切片中修补神经元。(A类)包含生物细胞填充神经元的切片显示在皮质图旁边（改编自参考文献42）。地图上的标记表示本研究中包括的神经元的位置（O=来自假手术大鼠的细胞；X=来自SNI大鼠的细胞）。(B类)两个典型的充满生物细胞的神经元的照片，一个来自SNI，另一个来自sham-operated大鼠。(C类和D类)报告研究中神经元地形坐标的汇总条形图显示，在两组动物中取样的神经元数量重叠。

**图2。**
SNI mPFC锥体细胞NMDA/AMPA比率增加。(A类和B类)假手术大鼠锥体神经元的全细胞记录(A类)和一只SNI老鼠(B类). 记录的AMPA电流为−80 mV。虚线表示0电流水平。然后将AMPA选择性阻滞剂CNQX（20μM）添加到镀液中，并在+40 mV下记录耐CNQX NMDA电流(C类)总结了从26个假手术细胞和24个SNI大鼠细胞中获得的数据。假手术组神经元的NMDA/AMPA比值为0.5±0.06，SNI动物的细胞为0.77±0.1(*P（P）*<0.05，双面吨测试）。(D类)在电生理记录的同一天，在大鼠受伤的爪子中测量NMDA/AMPA比率与触觉阈值的曲线图（SNI和假手术大鼠的数据一起绘制）。回归分析显示NMDA/AMPA比率与行为之间呈线性相关(n个= 50,第页= 0.31,*P（P）*< 0.05). (E类)根据对侧爪子的触觉阈值绘制相同的数据并没有产生任何显著的相关性(n个= 50,第页= 0.09,*P（P）*≫ 0.05).

**图3。**
假手术和SNI大鼠mPFC锥体神经元的基本电生理特性相似。手术后一周，在存在快速突触传递阻断剂（3 mM氰尿酸和50μM苦曲霉毒素）的情况下，从急性切片上获得斑贴灯记录。(A类)在假手术组（上迹线）和SNI大鼠的切片中获得的电流钳迹线，以响应超极化和去极化电流脉冲的注射。(B类)两组大鼠锥体细胞静息膜电位值总图。(C类和D类)条形图总结了两组电池的输入电阻值和最大放电率。

**图4。**
SNI大鼠mPFC锥体细胞具有较长的基底树突状树突状突起。清醒相机重建一只手术大鼠生物细胞填充层2/3 mPFC神经元(A类)和一只SNI大鼠(B类). (C类和D类)总结基底总长度值的条形图(C类)和顶端(D类)来自假手术的16个细胞和来自SNI大鼠的16个细胞中的树突。SNI大鼠神经元基底树突长度增加约30%(*P（P）*< 0.05).

**图5。**
SNI大鼠细胞的基底树突更为复杂。(A类)sham-operated（空心符号，16个细胞）和SNI（填充符号，16细胞）大鼠2/3层mPFC锥体神经元基底树突的Sholl分析。请注意，SNI和假手术大鼠的神经元在距体部40至100μm之间的每一点的交叉数差异很大。(B类)对顶端树突（每组16个细胞）进行的类似分析未能检测到与体部任何距离处的显著差异。(*,*P（P）*<0.05，重复测量的方差分析）。

**图6。**
SNI神经元基底树突的脊髓密度增加。(A类和B类)假手术大鼠mPFC锥体神经元的照片(A类)和一只SNI老鼠(B类). （比例尺，100μm）装箱区域中包含的树枝状节段以更高的放大倍数显示C类和D类（比例尺，20μm）(E类)假手术大鼠（开放柱）和SNI大鼠（填充柱）锥体细胞顶端和基底树突的脊柱密度条形图。(F类)根据脊柱密度和树突长度推断出的sham-operated和SNI大鼠神经元顶端和基底树突中的脊柱总数（*，*P（P）*< 0.05).

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1. Phelps EA、Delgado MR、Nearing KI、LeDoux JE。人类的灭绝学习：杏仁核和vmPFC的作用。神经元。2004;43:897–905.-公共医学
1. Lorenz J等人。热敏感性在人脑中的独特表现。神经元。2002;35:383–393.-公共医学
1. Rainville P、Duncan GH、Price DD、Carrier B、Bushnell MC。疼痛影响编码于人类前扣带回，但不编码于体感皮层。科学。1997;277:968–971.-公共医学
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