激活前扣帶皮層神經(jīng)元μ受體緩解痛情緒的行為-電生理學觀察.pdf

1、目的：
　　疼痛作為一種對經(jīng)濟社會產(chǎn)生重大影響的健康問題，越來越受到人們的關(guān)注，尤其是由疼痛所引發(fā)的各種不良的情緒反應(yīng)，更是困擾著人們的身心健康。因此對痛情緒機制的研究顯得很有必要且有意義，也受到研究者的廣泛重視。大量的臨床及動物實驗表明，前扣帶皮層 ACC，尤其是吻側(cè)部 rACC在痛情緒編碼及調(diào)控中發(fā)揮著重要的作用。阿片類受體參與了疼痛的調(diào)節(jié)。而rACC上又分布有大量阿片受體。因此猜測激活rACC上阿片受體可發(fā)揮緩解痛情緒的作用

2、。前期我們已有部分行為學和分子生物學方面的研究成果。多通道在體記錄技術(shù)是一種細胞外記錄方法，可監(jiān)測清醒、自由活動動物局部腦區(qū)群體神經(jīng)元的同步放電活動?？蓪⑼獠渴录c大腦活動聯(lián)系起來，為神經(jīng)生物學研究提供更為直接及準確的依據(jù)。本研究利用多通道在體記錄技術(shù)結(jié)合條件位置回避模型觀察rACC神經(jīng)元μ受體激活后神經(jīng)元放電特性的變化，并結(jié)合行為學結(jié)果說明激活rACC神經(jīng)元μ受體可緩解痛情緒。
　　方法：
　　完全弗氏佐劑（CFA）誘導的

3、慢性炎性疼痛模型與條件位置偏愛（CPA）裝置相結(jié)合，用以評價痛情緒。將自制的帶有雙側(cè)給藥管的多通道電極陣列埋置于大鼠雙側(cè)前扣帶皮層，用微量進樣泵對前扣帶皮層給予藥物處理，用NeuroMotive和ANY軟件記錄分析大鼠在CPA裝置中所待時間；cerebus多通道記錄軟件記錄大鼠前扣帶皮層神經(jīng)元的放電信號，Offline Sorter和NeuroExplorer軟件對神經(jīng)信號數(shù)據(jù)進行整理分析。
　　實驗分組如下：
　　根據(jù)左腳

4、掌皮下注射和rACC腦區(qū)給藥將大鼠分為10組（每組5-7只）：①足底注射NS，rACC注射NS；②足底注射CFA，rACC注射NS；③足底注射NS，rACC注射1μg/μl DAMGO；④足底注射NS，rACC注射0.2μg/μl DAMGO；⑤足底注射NS，rACC注射0.04μg/μl DAMGO；⑥足底注射NS，rACC注射0.01μg/μl DAMGO；⑦足底注射CFA，rACC注射1μg/μl DAMGO；⑧足底注射CFA，r

5、ACC注射0.2μg/μl DAMGO；⑨足底注射CFA，rACC注射0.04μg/μl DAMGO；⑩足底注射CFA，rACC注射0.01μg/μl DAMGO
　　每一組都要進行三天實驗：
　　第一天：Pre-conditioning Day，實驗前先將大鼠放于行為室適應(yīng)30min，然后放于中間不插擋板的條件位置回避裝置自由活動10min，記錄大鼠在兩室分別停留的時間；
　　第二天：Conditioning Day

6、，實驗前先將大鼠放于行為室適應(yīng)30min，條件位置回避裝置中間插上擋板，分為兩室，將大鼠隨機放于其中一個室作為非條件訓練室，也叫“非痛環(huán)境”，表示為 Pain(-)，自由活動30min。取出后根據(jù)不同分組進行足底及rACC給藥處理。于足底注射2h后進行條件匹配，即將大鼠放于另一室作為條件訓練室，也叫“痛環(huán)境”，表示為Pain(+)，自由活動30min取出；
　　第三天：Post-conditioning Day，先將大鼠放于行為室

7、適應(yīng)30min，取掉條件位置回避裝置中間的擋板，將大鼠放置其中自由活動10min，記錄大鼠在兩室中分別停留的時間。然后再在中間插入擋板，用cerebus神經(jīng)信號記錄軟件，分別記錄大鼠在兩室的神經(jīng)元放電活動，各記錄10min。
　　回避分數(shù)（CPA score）：大鼠匹配后在“痛環(huán)境”側(cè)所待時間與匹配前對應(yīng)側(cè)所待時間之差。
　　結(jié)果：
　　1.HE染色結(jié)果顯示：藥物能被準確注射到目標腦區(qū)，即前扣帶皮層；根據(jù)電極絲與給藥管

8、間的距離，可知電極絲也位于前扣帶皮層區(qū)域。
　　2.用帶金屬給藥管的多通道電極，記錄到的神經(jīng)元放電背景噪音較大（信噪比SNR<3）；用帶玻璃裸管的電極可清晰記錄到目標神經(jīng)元的放電活動（信噪比SNR>3），但該玻璃管質(zhì)硬易碎，不易插入堵絲，也不易在慢性實驗中腦部長時間保存；用帶玻璃涂層管的電極也可清晰記錄到神經(jīng)元的放電活動（SNR>3），且易于插入堵絲，便于在動物腦中長時間保留。
　　3.足底注射CFA可誘導大鼠產(chǎn)生條件位置回

9、避（CPA）反應(yīng)
　　足底注射 NS組，條件匹配后在“痛環(huán)境”側(cè)及匹配前對應(yīng)側(cè)所待時間，（Post307.6±29s VSPre306.2±40.27s，P>0.05，n=6），差異無統(tǒng)計學意義；足底注射CFA組，條件匹配后在“痛環(huán)境”側(cè)及匹配前對應(yīng)側(cè)所待時間，（Post210.3±95.36 s VSPre323.7±44.82 s，P<0.05，n=6），差異有統(tǒng)計學意義；足底注射CFA與NS組回避分數(shù)相比，（-113.4±7

10、1.13 s VSPre1.4±23.02 s，P<0.05，CFA組n=10，NS組n=6），差異有統(tǒng)計學意義。足底注射CFA組，條件匹配后在“痛環(huán)境”和“非痛環(huán)境”rACC神經(jīng)元的放電頻率，（Pain(+)2.115（0.4766，4.163）imp/s VS Pain(-)0.1733（0.0858，2.289） imp/s，P<0.05，n=49），差異有統(tǒng)計學意義；足底注射CFA組與NS組匹配后“痛環(huán)境”側(cè) rACC神經(jīng)元的放

11、電頻率，（2.115（0.4766，4.163）imp/s VS0.4533（0.13，1.415）imp/s，P<0.05，NS組n=237，CFA組n=49），差異有統(tǒng)計學意義。
　　4.rACC注射DAMGO可逆轉(zhuǎn)CFA誘導的CPA反應(yīng)
　　NS+DAMGO組，條件匹配后“痛環(huán)境”側(cè)及匹配前對應(yīng)側(cè)，（Post364.6±104.4 s VSPre361.3±86.04s，P>0.05，n=9），差異無統(tǒng)計學意義；CFA

12、+DAMGO組，條件匹配后“痛環(huán)境”側(cè)及匹配前對應(yīng)側(cè)，（Post282±117.6s VSPre315.1±66.58s，P>0.05， n=9），差異無統(tǒng)計學意義；CFA+DAMGO組與NS+DAMGO組回避分數(shù)相比，（-33.13±7137.5 s VS3.322±37.62 s，P>0.05，CFA+DAMGO組n=9，NS+DAMGO組n=9），差異無統(tǒng)計學意義。CFA+DAMGO組，條件匹配后在“痛環(huán)境”和“非痛環(huán)境”rACC

13、神經(jīng)元的放電頻率，（Pain(+)0.7058（0.2097，0.9675）imp/s VS Pain(-)0.545（0.295，0.8218）imp/s，P>0.05，n=24），差異無統(tǒng)計學意義：CFA+DAMGO組與CFA+NS組匹配后“痛環(huán)境”側(cè)rACC神經(jīng)元的放電頻率，（0.7058（0.2097，0.9675）imp/s VS2.115（0.4766，4.163）imp/s，P<0.05，CFA+DAMGO組n=24，CF

14、A+NS組n=49），差異有統(tǒng)計學意義。
　　5.DAMGO對CPA的緩解作用具有劑量依賴性
　　足底注射CFA的大鼠，rACC分別注射NS、不同濃度（0.01、004、0.2、1μg/μl）μ阿片受體激動劑 DAMGO，大鼠條件匹配前后 CPA反應(yīng)不同。CFA+NS組（Post210.3±95.36 s VSPre323.7±44.82 s，P<0.05，n=10），差異有統(tǒng)計學意義；CFA+0.01μg/μlDAMGO組

15、（Post221.9±29.37 s VSPre314.4±38.58s，P<0.05，n=5），差異有統(tǒng)計學意義；CFA+0.04μg/μl DAMGO組、CFA+0.2μg/μl DAMGO組、CFA+1μg/μl DAMGO組（Post207.9±213.3 s VSPre362.4±71.67s，P>0.05，n=6），（Post272.4±172.9 s VSPre353.8±130.3s，P>0.05，n=6），（Post2

16、82.4±117.6 s VSPre315.1±66.85 s，P>0.05，n=9），差異無統(tǒng)計學意義。各組回避分數(shù)比較：CFA+NS組（-113.4±71.13，n=10），CFA+1μg/μl DAMGO組（11.23±71.34，n=8），CFA+0.2μg/μl DAMGO組（-3.62±55.69，n=5），CFA+0.04μg/μl DAMGO組（-79.8±35.02，n=5），CFA+0.01μg/μl DAMGO組（

17、-102.5±11.86，n=5），P<0.05，差異有統(tǒng)計學意義，多重比較結(jié)果顯示：CFA+1μg/μlDAMGO組VS CFA+NS組，P<0.05，差異有統(tǒng)計學意義。CFA+0.2μg/μlDAMGO組VS CFA+NS組，P<0.05，差異有統(tǒng)計學意義。CFA+0.01μg/μlDAMGO組VS CFA+1μg/μlDAMGO組，P<0.05，差異有統(tǒng)計學意義。神經(jīng)元放電頻率：CFA+NS組（Pain(+)2.115（0.476

18、6，4.163）imp/s VS Pain(-)0.1733（0.0858，2.289）imp/s，P<0.05， n=49），差異有統(tǒng)計學意義；CFA+0.01μg/μl DAMGO組（Pain(+)1.708（0.83，2.718） imp/s VS Pain(-)0.4942（0.2462，1.407）imp/s，P<0.05，n=14），差異有統(tǒng)計學意義；CFA+0.04μg/μl DAMGO組、CFA+0.2μg/μl DAM

19、GO組、CFA+1μg/μl DAMGO組（Pain(+)0.4492（0.2363，2.595）imp/s VS Pain(-)0.5342（0.1971，2.555）imp/s，P>0.05， n=18），（Pain(+)0.2933（0.1204，1.15）imp/s VS Pain(-)0.2517（0.1409，0.7075）imp/s， P>0.05，n=32），（Pain(+)0.7058（0.2097，0.9675）im

20、p/s VS Pain(-)0.545（0.295，0.8218） imp/s，P>0.05，n=24），差異無統(tǒng)計學意義。各組匹配后“痛環(huán)境”神經(jīng)元放電頻率比較，CFA+NS組（2.115（0.4766，4.163），n=49），CFA+1μg/μl DAMGO組（0.7058（0.2097，0.9675），n=24），CFA+0.2μg/μl DAMGO組（0.2933（0.1204，1.15），n=32）， CFA+0.04μg/

21、μl DAMGO組（0.4518（0.2692，2.993），n=20），CFA+0.01μg/μl DAMGO組（1.595（0.971，2.211），n=14），P<0.05，差異有統(tǒng)計學意義，多重比較結(jié)果顯示：CFA+1μg/μlDAMGO組VS CFA+NS組，P<0.05，差異有統(tǒng)計學意義。CFA+0.2μg/μl DAMGO組VS CFA+NS組，P<0.05，差異有統(tǒng)計學意義。
　　結(jié)論：
　　大鼠的行為學和和