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慢性疼痛已成为影响身心健康的突出因素而广受关注,而尤其应当予以关注的是慢性疼痛并不仅仅只是痛觉,持续性疼痛不可避免同时伴随着焦虑、恐惧、抑郁等不良消极情绪,临床上超过30%的慢性疼痛的患者常常伴有严重的情绪困扰,强烈的情绪反应也是疼痛区别于机体感受其他刺激的显著特征,临床研究表明疼痛伴发的不良情绪变化也是慢性疼痛患者迁延不愈甚至疼痛加剧的因素之一。因此针对疼痛的研究不可忽略疼痛不良情绪对痛觉的影响及相关的机制。众所周知,痛觉的初级调控中枢在脊髓,伤害性感受器将有害信号投射进脊髓背角,后经丘脑传递至大脑躯体感觉皮层,大脑感觉皮层整合信息后可通过内源性痛觉下行调制系统下行调控脊髓伤害性信息,从而产生痛觉。内源性痛觉下行调制系统是脊髓上中枢调控脊髓伤害性信息的重要途径之一,包括下行易化系统和下行抑制系统。研究证明慢性疼痛可以引起下行易化系统活动增强,形成类似正反馈机制,进而诱导慢性疼痛持续甚至加剧的趋势,即下行易化调节参与慢性痛的发生机制并对其维持存在着关键影响。目前研究已知大脑前扣带回皮层(Anterior Cingulate Cortex,ACC)是调控痛情绪的高级中枢,位于前脑,是边缘系统的重要组成部分。既往研究发现其在认知、记忆、注意力控制中有重要作用。近年进一步研究证实ACC是疼痛调控的高级中枢,主要参与痛情绪的机制。作为痛情绪调控中枢的ACC与大脑运动皮层、丘脑和脑干许多核团之间又有广泛纤维投射,接受皮层下多种信息的传入,同时恒定地被外周伤害性刺激激活,因此推断ACC必定在痛觉调制与情绪行为的调节之间起到重要作用。但对于ACC如何将信号输出、又怎样对疼痛进行调节却知之甚少,ACC是否通过下行易化系统调控脊髓痛觉信号的传递也尚无研究报道。基于此,本研究采用慢性坐骨神经结扎(chronic constrictive injury CCI)动物模型,应用行为学、免疫组织化学、WB等方法,对慢性疼痛发展过程中ACC通过下行易化系统调控脊髓伤害性信息的传递进行了初步探索。主要结果如下:1.建立稳定的疼痛/焦虑-抑郁共病模型CCI模型是最常用的神经病理性疼痛模型,是经典的慢性疼痛模型。在前期预实验中,CCI术后2周大鼠出现机械痛阈下降,热痛阈下降,同时大鼠在明箱内时间明显缩短、穿梭次数减少,反映大鼠出现焦虑情绪。CCI大鼠术后4周与术后2周大鼠在机械痛阈、热痛阈变化、焦虑情绪变化的差异无统计学意义,示在后续实验中CCI术后2周动物模型可作为疼痛/焦虑共病模型。2.使用抗抑郁药可减轻CCI大鼠痛觉的变化。CCI大鼠术后2周,出现机械痛阈下降,热痛阈下降,大鼠明暗箱测试中在明箱内时间明显缩短、穿梭次数减少,强迫游泳测试中游泳潜伏期延长,表明CCI术后2周大鼠出现痛觉过敏,同时有焦虑、抑郁行为。手术侧脊髓pERK和pCREB的表达明显增多,ACC内pERK和pCREB的表达明显增多。行为学测试前给予镇痛药曲马多,大鼠机械痛敏、热痛敏减轻,抑制了大鼠的痛敏行为,大鼠焦虑、抑郁情绪变化不大,脊髓内pERK1/2、pCREB表达减少。CCI大鼠术后2周,行为学测试前给予抗抑郁药帕罗西丁,改善了慢性疼痛引起的大鼠焦虑、抑郁行为,同时观察到大鼠机械痛敏减轻,ACC内pERK1/2、pCREB表达减少,脊髓内pERK1/2、pCREB表达减少,说明改善焦虑抑郁情绪可减轻疼痛。3.ACC调控脊髓伤害性信息的传递。ACC是调控痛情绪的高级中枢,兴奋性氨基酸尤其是大脑中含量最丰富、分布最广泛的谷氨酸在ACC兴奋性突触传递过程中具有关键作用,其中N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid NMDA)受体是痛情绪产生的必要机制。CCI术后13天,我们在ACC核团定点注射NMDA受体拮抗剂AP-5,可以抑制CCI术后2周慢性疼痛引起的大鼠焦虑、抑郁行为,同时观察到大鼠机械痛敏减轻,手术侧脊髓内pERK和pCREB表达减少,ACC内pERK和pCREB的表达明显减少,推测ACC参与调控脊髓伤害性信息的传递。4.下行易化系统参与ACC调控脊髓伤害性信息的传递下行易化系统在解剖结构上包括一系列核团,如扣带皮层、中央导水管周围灰质(periaqueductal gray PAG)、延髓头端腹内侧核群(rostral ventromedial medulla RVM)和背侧网状核等结构。CCI大鼠术后2周出现痛觉过敏,同时出现焦虑、抑郁痛情绪,相应时间点痛觉下行调控系统ACC、PAG、RVM、脊髓背角内Fos蛋白表达增多。CCI大鼠术后2周行为学测试前给予抗抑郁药帕罗西丁,大鼠的痛情绪和痛觉过敏均得到改善,ACC、PAG、RVM、脊髓背角Fos蛋白表达减少。CCI大鼠术后13天双侧ACC定点注射NMDA受体的拮抗剂AP-5,CCI术后2周大鼠疼痛相关焦虑、抑郁情绪有改善,同时痛敏减轻,且ACC、PAG、RVM、脊髓背角Fos蛋白表达减少,推测ACC可通过下行易化系统参与调控脊髓痛觉信号的调节。综上所述,在CCI慢性坐骨神经结扎模型中,大鼠表现出疼痛-焦虑/抑郁共病,改善焦虑抑郁情绪可减轻疼痛;ACC对脊髓伤害性感受具有易化作用;下行易化系统参与了ACC对脊髓伤害性信号的调控。