疼痛抑制攝食行為在多級(jí)神經(jīng)環(huán)路的應(yīng)用

瀏覽次數(shù)：1142　發(fā)布日期：2022-12-19　來源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責(zé)任自負(fù)

慢性疼痛可抑制進(jìn)食的動(dòng)機(jī)行為。前扣帶皮層（ACC）接收來自于丘腦的輸入，在處理和整合傷害感受信息中發(fā)揮重要作用，也是大腦調(diào)控疼痛的關(guān)鍵腦區(qū)。外側(cè)下丘腦(LHA)是大腦調(diào)控?cái)z食行為、能量代謝過程中發(fā)揮重要作用。已有研究表明電刺激ACC區(qū)域可引起LHA神經(jīng)元反應(yīng)。

2022年11月28日中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部張智教授在Nature Metabolism雜志上發(fā)表文章揭示了疼痛抑制攝食行為的跨多級(jí)突觸、長(zhǎng)距離神經(jīng)環(huán)路。

1、ACC腦區(qū)興奮性神經(jīng)元參與疼痛抑制攝食的行為

福爾馬林誘導(dǎo)的炎癥性疼痛后小鼠進(jìn)食行為明顯減少（進(jìn)食次數(shù)減少、停留在進(jìn)食區(qū)域時(shí)間也減少），但體重并未發(fā)生變化。在糖水獎(jiǎng)賞行為中疼痛小鼠觸碰次數(shù)減少，獲得的獎(jiǎng)賞也變少，表明疼痛可能抑制小鼠進(jìn)食的動(dòng)機(jī)。

免疫熒光實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)疼痛模型小鼠ACC腦區(qū)興奮性神經(jīng)元激活。電生理實(shí)驗(yàn)也記錄到該類型神經(jīng)元放電活動(dòng)的增強(qiáng)，光纖鈣成像技術(shù)也記錄到疼痛模型小鼠ACC腦區(qū)興奮性神經(jīng)元鈣離子活性增加，慢性抑制該類神經(jīng)元后可明顯緩解小鼠的疼痛，并能促進(jìn)攝食行為。這些結(jié)果表明ACC腦區(qū)興奮性神經(jīng)元參與疼痛抑制攝食的行為。

圖1：ACC腦區(qū)興奮性神經(jīng)元參與疼痛抑制攝食的行為

2、ACC腦區(qū)興奮性神經(jīng)元的多級(jí)下游環(huán)路

順行和逆行示蹤病毒發(fā)現(xiàn)ACC腦區(qū)興奮性神經(jīng)元投射到外側(cè)下丘腦(LHA)區(qū)域，并與興奮性神經(jīng)元形成功能性突觸連接（簡(jiǎn)稱ACC-Glu → LHA-Glu環(huán)路）, 該腦區(qū)是調(diào)控?cái)z食的關(guān)鍵核團(tuán)。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明慢性激活LHA-Glu神經(jīng)元后可明顯抑制小鼠進(jìn)食。免疫熒光實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)疼痛模型小鼠LHA-Glu神經(jīng)元是激活的，慢性抑制該類神經(jīng)元后可促進(jìn)疼痛小鼠攝食。此外，抑制ACC-Glu → LHA-Glu環(huán)路也能夠發(fā)揮類似促進(jìn)疼痛小鼠攝食行為。

病毒示蹤實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)LHA-Glu神經(jīng)元投射到下丘腦弓狀核（Arc）區(qū)域,并與原核黑素皮質(zhì)激素(POMC)形成突觸連接（LHA-Glu→Arc- POMC神經(jīng)環(huán)路）。疼痛模型小鼠中Arc- POMC神經(jīng)元激活，抑制該神經(jīng)元后緩解小鼠疼痛的同時(shí)促進(jìn)攝食。抑制LHA-Glu→Arc- POMC神經(jīng)環(huán)路也能發(fā)揮類似的作用。

圖2：ACC腦區(qū)興奮性神經(jīng)元輸出腦區(qū)

3、調(diào)控疼痛抑制攝食行為的三級(jí)神經(jīng)環(huán)路

跨多突觸逆行示蹤實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Arc- POMC神經(jīng)元接受來自于ACC-Glu → LHA-Glu環(huán)路的輸入，化學(xué)抑制ACC-Glu → LHA-Glu環(huán)路活性后明顯降低LHA-Glu和Arc- POMC神經(jīng)元的活性，因此形成ACC-Glu → LHA-Glu→Arc- POMC三級(jí)神經(jīng)環(huán)路。

化學(xué)抑制上述三級(jí)神經(jīng)環(huán)路后能夠明顯緩解小鼠疼痛，促進(jìn)攝食，與此同時(shí)也增強(qiáng)小鼠在糖水獎(jiǎng)賞動(dòng)機(jī)行為中觸鼻獲得獎(jiǎng)賞的行為。而在激活該三級(jí)神經(jīng)環(huán)路后可明顯抑制小鼠的攝食行為。這些結(jié)果表明長(zhǎng)距離投射環(huán)路ACC-Glu → LHA-Glu→Arc- POMC調(diào)控疼痛抑制攝食行為。