Neuron:看着都疼?第四军医大学陈涛团队揭示疼痛共情行为的神经环路机制

2022-04-21 网络 网络

大脑多个脑区参与共情疼痛行为:损毁前额叶皮层后损害共情疼痛行为的形成;前扣带皮层镜像神经元在共情疼痛行为中活性增加;伏隔核-前扣带皮层神经环路在共情疼痛行为中被激活,抑制该环路后能够缓解疼痛。

共情行为普遍存在于哺乳动物中,不同物种间这种行为不同,其表现形式也是多样的。快乐、痛苦、压力、恐惧等情绪均可以通过共情的形式在同伴间进行传递。

大脑多个脑区参与共情疼痛行为:损毁前额叶皮层后损害共情疼痛行为的形成;前扣带皮层镜像神经元在共情疼痛行为中活性增加;伏隔核-前扣带皮层神经环路在共情疼痛行为中被激活,抑制该环路后能够缓解疼痛。

2022年4月19日第四军医大学陈涛研究团队在Neuron杂志上揭示了具有大脑半球侧向性的共情疼痛行为的环路和分子机制。

图1:旁观者疼痛行为流程

研究人员建立旁观者疼痛行为模型:旁观者小鼠和左侧腓总神经结扎疼痛模型小鼠放在一个鼠笼,中间用塑料板隔开。在训练期旁观者小鼠出现明显的异常疼痛感,这一异常能够持续2周,在这个过程中,旁观者小鼠右侧岛叶皮层(IC)和基底外侧杏仁核(BLA)神经元激活神经元最多。

进一步病毒示踪实验发现IC区域兴奋性神经元可顺行投射到BLA,IC区域可接受BLA区域的逆行投射,这就表明IC→BLA存在直接解剖学连接投射。

图2:化学遗传学调控IC→BLA神经环路

化学遗传学慢性激活IC→BLA神经环路后正常小鼠出现短暂的疼痛反应,而在抑制旁观者小鼠该神经环路后可缓解其疼痛行为,表明该神经环路调控共情疼痛行为。

通过离体电生理实验发现在共情疼痛行为中,旁观者小鼠环路神经元的兴奋性突触后电流增强,突触前谷氨酸释放增多,IC投射BLA脑区锥体神经元和中间神经元的兴奋性输入均增加。

图3:病毒诱导中间能神经元凋亡

进一步利用病毒策略特异性诱导BLA脑区锥体神经元后旁观者小鼠的疼痛减弱,而在诱导中间能神经元死亡后(图3),加重旁观者小鼠的疼痛反应,这就表明IC→BLA环路突触后锥体神经元和中间能神经元在共情疼痛行为中发挥不同的作用:前者介导共情疼痛的表达,后者参与共情疼痛的强度。

为了进一步找到疼痛共情行为的突触调节分子机制,他们通过RNA测序发现旁观者小鼠IC和BLA区域富集表达突触传递相关的基因,其中synaptotagmin-2 (调控突触前囊泡运输和胞吐并调节囊泡释放) 和 RIM3(分布于突触后区域,参与突触传递)富集表达上调。

病毒特异性降低IC→BLA环路上synaptotagmin-2 或RIM3的表达后均能明显降低突触前谷氨酸的释放,改善旁观者小鼠的疼痛反应,表明突触前synaptotagmin-2 和突触后蛋白RIM3调控疼痛共情行为的IC→BLA环路突触传递过程。

前扣带皮层是调控共情行为的关键脑区。研究人员通过在体电生理技术发现在训练期第一天旁观者小鼠前扣带皮层神经元放电活动明显增强,在第7天后这种放电活动的增强逐渐减弱,甚至消失。训练期第1天到第7天IC区域神经元放电活动持续增强,这就表明前扣带皮层参与共情疼痛行为形成过程,而IC脑区参与共情疼痛行为形成和巩固过程。

总的来说,本文揭示了疼痛共情行为的神经环路和突触调节机制:右侧岛叶皮层投射到右侧基底外侧杏仁核环路的谷氨酸能突触传递增强,这种增强依赖于突触蛋白synaptotagmin-2 和RIM3。

原始出处:

Ming-Ming Zhang, et al. Glutamatergic synapses from the insular cortex to the basolateral amygdala encode observational pain. Neuron, 2022.

版权声明:
本网站所有内容来源注明为“梅斯医学”或“MedSci原创”的文字、图片和音视频资料,版权均属于梅斯医学所有。非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,授权转载时须注明来源为“梅斯医学”。其它来源的文章系转载文章,或“梅斯号”自媒体发布的文章,仅系出于传递更多信息之目的,本站仅负责审核内容合规,其内容不代表本站立场,本站不负责内容的准确性和版权。如果存在侵权、或不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。
在此留言
评论区 (3)
#插入话题
  1. [GetPortalCommentsPageByObjectIdResponse(id=1706802, encodeId=efef1e068027e, content=<a href='/topic/show?id=628a30e3012' target=_blank style='color:#2F92EE;'>#军医#</a>, beContent=null, objectType=article, channel=null, level=null, likeNumber=40, replyNumber=0, topicName=null, topicId=null, topicList=[TopicDto(id=30730, encryptionId=628a30e3012, topicName=军医)], attachment=null, authenticateStatus=null, createdAvatar=null, createdBy=0af031318295, createdName=ms691033630344116, createdTime=Tue Jun 07 17:16:13 CST 2022, time=2022-06-07, status=1, ipAttribution=), GetPortalCommentsPageByObjectIdResponse(id=1751917, encodeId=52951e51917d6, content=<a href='/topic/show?id=9b6a12e0155' target=_blank style='color:#2F92EE;'>#Neuron#</a>, beContent=null, objectType=article, channel=null, level=null, likeNumber=43, replyNumber=0, topicName=null, topicId=null, topicList=[TopicDto(id=12701, encryptionId=9b6a12e0155, topicName=Neuron)], attachment=null, authenticateStatus=null, createdAvatar=null, createdBy=c9c736410065, createdName=by2021, createdTime=Sun Dec 11 02:16:13 CST 2022, time=2022-12-11, status=1, ipAttribution=), GetPortalCommentsPageByObjectIdResponse(id=1413697, encodeId=c81d141369ea4, content=<a href='/topic/show?id=7fe5e4367db' target=_blank style='color:#2F92EE;'>#神经环路#</a>, beContent=null, objectType=article, channel=null, level=null, likeNumber=33, replyNumber=0, topicName=null, topicId=null, topicList=[TopicDto(id=74367, encryptionId=7fe5e4367db, topicName=神经环路)], attachment=null, authenticateStatus=null, createdAvatar=null, createdBy=ab173003510, createdName=appleandpeer, createdTime=Fri Apr 22 03:16:13 CST 2022, time=2022-04-22, status=1, ipAttribution=)]
  2. [GetPortalCommentsPageByObjectIdResponse(id=1706802, encodeId=efef1e068027e, content=<a href='/topic/show?id=628a30e3012' target=_blank style='color:#2F92EE;'>#军医#</a>, beContent=null, objectType=article, channel=null, level=null, likeNumber=40, replyNumber=0, topicName=null, topicId=null, topicList=[TopicDto(id=30730, encryptionId=628a30e3012, topicName=军医)], attachment=null, authenticateStatus=null, createdAvatar=null, createdBy=0af031318295, createdName=ms691033630344116, createdTime=Tue Jun 07 17:16:13 CST 2022, time=2022-06-07, status=1, ipAttribution=), GetPortalCommentsPageByObjectIdResponse(id=1751917, encodeId=52951e51917d6, content=<a href='/topic/show?id=9b6a12e0155' target=_blank style='color:#2F92EE;'>#Neuron#</a>, beContent=null, objectType=article, channel=null, level=null, likeNumber=43, replyNumber=0, topicName=null, topicId=null, topicList=[TopicDto(id=12701, encryptionId=9b6a12e0155, topicName=Neuron)], attachment=null, authenticateStatus=null, createdAvatar=null, createdBy=c9c736410065, createdName=by2021, createdTime=Sun Dec 11 02:16:13 CST 2022, time=2022-12-11, status=1, ipAttribution=), GetPortalCommentsPageByObjectIdResponse(id=1413697, encodeId=c81d141369ea4, content=<a href='/topic/show?id=7fe5e4367db' target=_blank style='color:#2F92EE;'>#神经环路#</a>, beContent=null, objectType=article, channel=null, level=null, likeNumber=33, replyNumber=0, topicName=null, topicId=null, topicList=[TopicDto(id=74367, encryptionId=7fe5e4367db, topicName=神经环路)], attachment=null, authenticateStatus=null, createdAvatar=null, createdBy=ab173003510, createdName=appleandpeer, createdTime=Fri Apr 22 03:16:13 CST 2022, time=2022-04-22, status=1, ipAttribution=)]
    2022-12-11 by2021
  3. [GetPortalCommentsPageByObjectIdResponse(id=1706802, encodeId=efef1e068027e, content=<a href='/topic/show?id=628a30e3012' target=_blank style='color:#2F92EE;'>#军医#</a>, beContent=null, objectType=article, channel=null, level=null, likeNumber=40, replyNumber=0, topicName=null, topicId=null, topicList=[TopicDto(id=30730, encryptionId=628a30e3012, topicName=军医)], attachment=null, authenticateStatus=null, createdAvatar=null, createdBy=0af031318295, createdName=ms691033630344116, createdTime=Tue Jun 07 17:16:13 CST 2022, time=2022-06-07, status=1, ipAttribution=), GetPortalCommentsPageByObjectIdResponse(id=1751917, encodeId=52951e51917d6, content=<a href='/topic/show?id=9b6a12e0155' target=_blank style='color:#2F92EE;'>#Neuron#</a>, beContent=null, objectType=article, channel=null, level=null, likeNumber=43, replyNumber=0, topicName=null, topicId=null, topicList=[TopicDto(id=12701, encryptionId=9b6a12e0155, topicName=Neuron)], attachment=null, authenticateStatus=null, createdAvatar=null, createdBy=c9c736410065, createdName=by2021, createdTime=Sun Dec 11 02:16:13 CST 2022, time=2022-12-11, status=1, ipAttribution=), GetPortalCommentsPageByObjectIdResponse(id=1413697, encodeId=c81d141369ea4, content=<a href='/topic/show?id=7fe5e4367db' target=_blank style='color:#2F92EE;'>#神经环路#</a>, beContent=null, objectType=article, channel=null, level=null, likeNumber=33, replyNumber=0, topicName=null, topicId=null, topicList=[TopicDto(id=74367, encryptionId=7fe5e4367db, topicName=神经环路)], attachment=null, authenticateStatus=null, createdAvatar=null, createdBy=ab173003510, createdName=appleandpeer, createdTime=Fri Apr 22 03:16:13 CST 2022, time=2022-04-22, status=1, ipAttribution=)]

相关资讯

Pain:拔牙后疼痛难忍,试试DFN-15

DFN-15是一种新的塞来昔布口服液配方,比胶囊吸收更快。近日,发表于Pain的一项研究评估了DFN-15在治疗成年患者牙科手术后急性疼痛方面的镇痛效果和安全性。

A&R:度洛西汀对髋关节或膝关节骨性关节炎慢性疼痛患者无附加价值

度洛西汀是一种血清素和去甲肾上腺素再摄取抑制剂(SNRI)。与单独的常规护理相比,度洛西汀添加到常规护理中对慢性OA疼痛患者没有影响。

Arthritis Rheumatol:体重指数与疼痛的关联

在手部骨关节炎患者中,较高的BMI与手、脚和膝盖/臀部的疼痛严重程度相关。以瘦素衡量的肥胖全身效应可能比下肢疼痛在手部疼痛中起更大的介导作用。

JAAD:虚拟现实(VR)在头皮注射中的应用

皮内注射富血小板血浆(PRP)通常用于治疗脱发,通常需要多次治疗,注射可能会很痛苦,本文研究了VR在门诊头皮注射期间作为一种辅助疼痛缓解技术的实用性。

Neuron: 继抗抑郁、增强记忆之后,任超然团队揭示光疗缓解疼痛的神经环路

早晨暴露在明亮光线下可以改善睡眠和情绪。与药物治疗相比,这种晨光治疗副作用较少:实验表明在秋冬季节连续晨光治疗6年不会引起眼睛的病变。临床研究表明暴露在光下可改善疼痛。

Clin Oral Investig:根管再治疗过程中应用纳米药物可有效抗菌并降低术后疼痛的发生率

根管内细菌感染被认为是根管治疗后根尖周炎复发的主要原因。近日,一项临床试验评估了纳米银和纳米氢氧化钙口腔内药物(ICM)在根管再治疗期间的抗菌效果及其对术后疼痛的效果。