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.2022年4月；38(4):342-358.
doi:10.1007/s12264-021-00800-x。 Epub 2021年12月15日。

前扣带回介导大鼠慢性胰腺炎引起的痛觉过敏和焦虑

丹仁 # 1 2, 李佳妮 # 2, 心童秋 # 2, 法平湾 # 2 三, 吴振宇 2, 博元范 4, 张明明 2, 陈涛（Tao Chen） 2, 李慧（音） 2, 杨白 5 6, 李云青（音） 7 8 9 10
附属公司

前扣带回介导大鼠慢性胰腺炎引起的痛觉过敏和焦虑

丹仁等。 神经科学公牛. 2022年4月.

摘要

中枢敏化对维持慢性胰腺炎（CP）引起的慢性疼痛至关重要，但疼痛性CP的皮层调节仍然难以实现。在此，我们研究了前扣带回（ACC）在导管内注射三硝基苯磺酸（TNBS）诱导的CP大鼠模型中腹部痛觉过敏发病机制中的作用。TNBS治疗导致大鼠长期的腹部痛觉过敏和焦虑。形态学数据表明，疼痛性脑瘫诱导孤束核（NTS）和ACC中FOS表达神经元显著增加，NTS中一些FOS表达的神经元投射到ACC。此外，NTS神经支配的锥体神经元中有较大比例的上行纤维，在疼痛的CP条件下，主要表达FOS的神经亚群，而不是ACC内的GABA能神经元。CP大鼠表现出囊泡谷氨酸转运体1的表达增加，膜转运和N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDAR）磷酸化增加ACC内的NR2B亚单位和α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸受体（AMPAR）亚单位GluR1。向ACC内微量注射NMDAR和AMPAR拮抗剂以阻断兴奋性突触传递可显著减轻CP大鼠的腹部痛觉过敏，这与注射到ACC中的内吗啡肽的镇痛作用类似。通过化学遗传学专门抑制ACC锥体细胞的兴奋性可以减少痛觉过敏和共病焦虑，而通过光遗传学激活这些神经元并不能加剧CP大鼠的痛觉过敏与焦虑。综上所述，这些发现为ACC参与CP大鼠的痛觉过敏和焦虑提供了神经电路、生物化学和行为证据，并对疼痛性CP的皮层调节提供了新的见解，并强调ACC是治疗疼痛性CP中神经调节干预的潜在靶点。

关键词：前扣带皮层；焦虑；慢性胰腺炎；痛觉过度；孤束核。

PubMed免责声明

利益冲突声明

所有作者都声称没有利益冲突。

数字

图1
图1
TNBS诱导的慢性胰腺炎可引起大鼠的腹部痛觉过敏和焦虑样行为。A类,B类假手术组和TNBS治疗组大鼠POD 28胰腺的典型H&E染色组织切片（比例尺，100μm）。C类与假大鼠相比，TNBS治疗的大鼠在CP过程中表现出腹部退缩阈值降低，而假大鼠表现出短暂的腹部机械性超敏反应，在POD 14时恢复到基线水平(n个=每组7只大鼠**P（P）< 0.01, ***P（P）<0.001，TNBS与虚假；##P（P）<0.01，假与天真、单向重复方差分析）。D类,E类CP大鼠旅行距离更短(D类)从POD 3到28，在中心区域行驶距离更短(E类)在旷场试验中，POD为7至28。F类,G公司CP大鼠出现较少交叉(F类)和更少的时间在开放的手臂(G公司)在高位迷宫试验中，POD 3至28的大鼠比假大鼠(n个=每组7人*P（P）< 0.05, **P（P）< 0.01, ***P（P）<0.001，TNBS与假结婚t吨-测试）。H（H）与假大鼠相比，CP大鼠在CP过程中体重减轻，而假大鼠从POD 3到7出现短暂体重减轻，在POD 14后恢复到基线(n个=每组7人*P（P）< 0.05, **P（P）< 0.01, ***P（P）<0.001，TNBS与伪装；#P（P）< 0.05,##P（P）<0.01，假与天真、单向重复方差分析）。我与假手术组相比，CP大鼠的后爪退缩阈值无明显变化(P（P）> 0.05,n个=7/组，单向重复方差分析）。J型,K（K）旋转试验中CP和假大鼠之间的下降潜伏期无变化(J型)而CP大鼠在强迫游泳试验中表现出较长的静止时间，从POD 14到28(K（K）) (n个=每组7人**P（P）< 0.01, ***P（P）<0.001，TNBS与假结婚t吨-测试）。AWT，腹部退缩阈值；PWT，爪子收回阈值；TNBS，三硝基苯磺酸。
图2
图2
TNBS治疗增加NTS和ACC中FOS-ir神经元的数量。A类——J型NTS中FOS的免疫化学染色(A类——E类)和ACC(F类——J型)在POD 14的假大鼠和POD 3、7、14和28的TNBS治疗大鼠中（比例尺，200μm）。K（K）,L（左）NTS中FOS-ir神经元的数量(K（K）)和ACC(L（左）)在POD 14的假大鼠和POD 3、7、14和28的TNBS治疗大鼠中。M（M）POD 14上假大鼠和TNBS处理大鼠ACC不同层FOS-ir神经元的数量(n个=每组3个*P（P）< 0.05, **P（P）< 0.01, ***P（P）<0.001，TNBS与假手术，单因素方差分析K（K）,L（左），未成对t吨-在中测试M（M）.
图3
图3
慢性胰腺炎大鼠的NTS-ACC通路被激活。A类左侧NTS中rAAV-CaMKIIα-EYFP注射部位的显微照片（比例尺，200μm）。B类显示NTS注射部位的典型Nissl染色切片（比例尺，400μm）。C类显示不同水平（黑色区域）注射部位口唇沟范围的追踪。D–F型显示ACC中顺行标记纤维和末端的典型荧光显微照片D类放大倍数为E类，而框架区域位于E类在中放大F类[比例尺，350μm(D类)，100微米(E类)和40微米(F类)]。G公司右侧ACC中FG注射部位的显微照片（比例尺，400μm）。H（H）,我显示NTS中逆行标记ACC投射神经元的代表性荧光显微照片[比例尺，125μm(H（H）)和40微米(我)]。我,J型框架面积放大H（H）显示FG标记的NTS-ACC投射神经元(我，绿色）快递FOS(J型，红色）在疼痛的CP（比例尺，40μm）下。K（K）放大框架面积(J型)显示NTS中FG和FOS双标记神经元（黄色）（比例尺，25μm）。ACC，前扣带皮层；AP，最后面积；cc，胼胝体；CC，中央管；FG，氟金；M2，次级运动皮层；孤束核；sol，孤束。
图4
图4
TNBS处理增强ACC中VGluT1的表达。A类显微照片显示ACC中VGluT1（绿色）和NeuN（红色）免疫反应的双重免疫荧光染色。图像中的框架区域A1类和A2类在图像中放大A3号和A4（A4）白色箭头表示，VGluT1标记的轴突末端与ACC中NeuN标记的体细胞或树突轮廓紧密接触（标尺，25μm inA1类,A2类和5μm英寸A3号,A4（A4）).B类POD 14上假大鼠和POD 3、7、14和28上TNBS处理大鼠ACC中VGluT1的代表性蛋白质印迹。C类与假手术大鼠相比，TNBS治疗大鼠的VGluT1表达从POD 3到28显著增强(n个=每组3人*P（P）< 0.05, **P（P）< 0.01, ***P（P）<0.001，TNBS与假手术，单因素方差分析，然后是LSD事后的，事后的测试）。
图5
图5
TNBS处理促进谷氨酸受体亚单位进入细胞膜及其在ACC中的磷酸化。A类ACC分馏检测N-钙粘蛋白和β-肌动蛋白，以验证亚细胞分馏程序的准确性。B类,C类膜的典型western印迹(B类)和胞浆(C类)POD 14上假大鼠和POD 3、7、14和28上TNBS处理大鼠ACC中的GluR1、pGluR2、NR2B和pNR2B。D类,E类在POD 3、7、14和28上注射TNBS后，膜GluR1的表达显著增强，而胞浆GluR1.没有变化。F类,G公司在POD 3、7、14和28上注射TNBS后，膜pGluR1的表达显著增强，而胞浆pGluR1没有改变。H（H）,我在POD 3、7、14和28上注射TNBS后，膜NR2B显著增强，而在POD 7、14、28上胞浆NR2B明显降低。J型,K（K）在TNBS治疗组的所有时间点，膜pNR2B的表达都显著增加，但胞浆pNR2B的表达没有改变(n个=每组3人*P（P）< 0.05, **P（P）< 0.01, ***P（P）<0.001，TNBS与假手术，单因素方差分析，然后是LSD事后的，事后的测试）。
图6
图6
双侧ACC微量注射CNQX和AP-5可减轻CP大鼠的腹部痛觉过敏。A类上面板，行为实验示意图；下面板，显示ACC插管位置的代表性冠状断面（比例尺，2 mm）。B类图中显示了AP-5（黑点）和CNQX（红点）注入ACC的套管尖端位置。C类双侧微量注射吗啡、EM-1和EM-2显著增加CP大鼠的AWT(n个=每组6人***P（P）<0.001，吗啡与盐水；###P（P）<0.001，EM-1与盐水；&&&P（P）<0.001，EM-2与生理盐水，单因素重复方差分析，然后是LSD事后的，事后的测试）。D类,E类双侧微量注射CNQX(D类)和AP-5(E类)POD 14显著增加CP大鼠的AWT，但生理盐水没有(n个=盐处理组为5，CNQX和AP-5处理组为6*P（P）<0.05，TNBS与假结婚t吨-测试）。
图7
图7
双侧ACC锥体神经元的视基因激活对假手术和CP大鼠的AWT和焦虑样行为没有影响。A类上部面板，行为实验示意图；下部面板，rAAV-CaMKIIa-ChR2-mCherry构造。B类显示ACC中病毒注射部位的典型冠状断面（比例尺，1 mm）。C类——H（H）激活ACC中的双侧锥体神经元对AWT没有影响(C类,D类)，总距离(E类,F类)以及在开阔场地中心行驶的距离(G公司,H（H）)假手术组和CP大鼠(n个=两组均为7；n.s.，无显著差异，TNBS与假手术，单因素重复方差分析，然后是LSD事后的，事后的测试。ACC，前扣带回皮质；M2，次级运动皮层。
图8
图8
双侧ACC锥体神经元的化学生成抑制可减轻CP大鼠的腹部痛觉过敏和焦虑样行为。A类上部面板，行为实验示意图；下面板，rAAV-CaMKIIa-hM4Di-mCherry结构。B类显示ACC注射部位的代表性冠状断面（比例尺，1 mm）。C类抑制ACC中的双侧锥体神经元通过腹腔注射CNO可显著增加CP大鼠的AWT，但对假手术大鼠无显著影响。D类,E类抑制ACC神经元显著缩短总距离(D类)以及在中心移动的距离(E类)CP大鼠的开放场，而非假大鼠(n个=假手术组8只，CP大鼠7只*P（P）<0.05，TNBS与假，未配对t吨-测试）。ACC，前扣带回皮质；M2，次级运动皮层。
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