李云庆团队揭示慢性瘙痒引起焦虑情绪的神经环路详解

浏览次数：1106　发布日期：2023-5-18　来源：本站　仅供参考，谢绝转载，否则责任自负

急性瘙痒（持续不到6周）被认为是周围环境的有害伤害(如蚊虫叮咬)一种保护机制。慢性瘙痒可持续6周或更长时间，并诱发一系列负面情绪（焦虑），严重影响患者的生活质量.臂旁核(PBN)是编码痒觉信息中发挥关键作用：瘙痒刺激可激活PBN,在抑制该脑区兴奋性神经元活性后可阻碍瘙痒行为的出现。
中央内侧丘脑(CM)作为“边缘丘脑”的一部分，编码伤害信号和慢性疼痛引起的负面情绪。PET成像显示在急性和慢性瘙痒患者中CM脑区是处于激活态的。

2023年5月3日第四军医大学李云庆、董玉琳团队在Nature Communications杂志上发表文章揭示了CM→mPFC-PN 神经元参与调控急性瘙痒，CM→mPFC-IN神经元参与调控慢性瘙痒。

1、PBN-CM环路调控瘙痒行为
光纤钙成像技术发现组胺和氯喹诱发的急性瘙痒模型中CM脑区神经元活性增加。电损毁CM脑区后急性和慢性瘙痒模型中小鼠抓挠行为减少，并能缓解慢性疼痛模型中的焦虑行为。
顺行示踪病毒发现PBN主要投射到CM脑区，免疫荧光实验在慢性瘙痒模型中该神经环路（PBN-CM）神经元激活数量显著增加。光纤钙成像技术发现组胺和氯喹诱发的急性瘙痒模型中PBN-CM环路神经元活性增强，在光抑制该神经环路后可减少瘙痒引起的抓挠行为。

图1：光纤钙成像技术发现急性瘙痒模型PBN-CM环路神经元活性增强

2、急、慢性瘙痒模型CM-mPFC环路电生理特点存在差异
为进一步探究PBN-CM环路下游脑区，他们通过病毒示踪技术发现PBN-CM环路纤维主要输出到前额叶皮层（mPFC),在mPFC脑区注射逆行示踪病毒投射到CM脑区，证实了存在PBN-CM-mPFC神经环路的存在。

化学慢性激活CM-mPFC神经环路不影响急性和慢性瘙痒模型中小鼠抓挠行为，而抑制该神经环路后可明显减少瘙痒模型中的抓挠行为，并缓解慢性瘙痒模型小鼠的焦虑情绪。电生理实验发现在慢性瘙痒模型中CM-mPFC环路神经元自发性兴奋性突触后电流增强，但在急性瘙痒模型中并不出现这种变化。急性和慢性瘙痒模型CM-mPFC环路神经元放电活动均增加，但慢性瘙痒模型更为显著。

图2.病毒示踪实验揭示PBN-CM-mPFC神经环路

3、不同CM→mPFC亚型神经元调控急、慢性瘙痒
病毒示踪实验发现CM脑区投射到mPFC区域兴奋性锥体神经元和抑制性中间能神经元，分别简称为CM→mPFC-PN 和 CM→mPFC-IN神经元。离体实验发现光激活CM-mPFC环路神经元后，急性瘙痒动物模型中主要mPFC脑区锥体神经元激活，慢性瘙痒动物模型中主要mPFC脑区中间能神经元激活。

进一步电生理实验发现慢性瘙痒动物模型mPFC-IN神经元NMDA电流明显增强，mPFC脑区注射NMDA受体拮抗剂后能够明显减少抓挠行为，并能够缓解焦虑情绪。这些结果表明CM→mPFC-PN 神经元参与调控急性瘙痒，CM→mPFC-IN神经元参与调控慢性瘙痒。