頭痛牙疼三日臥,妻看煎藥婢來扶。今朝似校抬頭語,先問南鄰有酒無。
——白居易《病中贈南鄰覓酒》
疼痛(pain)是人一生中常遇到的不愉快感覺。它是軀體受到威脅的警報信號,是生命不可缺少的一種特殊保護功能。另一方面,它是各種疾病常見的癥狀表現,是當今困擾人類健康的嚴重問題之一。從詩中也可看出一人疼痛,需全家關照。
那
除了“關照”,還有其他方法止痛嗎?疼痛具體和哪些環路機制相關?疼痛研究又有哪些新的進展?
疼痛環路研究
在近幾年的研究中,科研人員逐步發現激活皮質生長抑制素中間神經元,可防止神經性疼痛發展;BLA–mPFC–PAG–脊髓通路失調、疼痛感覺與情感成分之間,存在直接因果關系;中腹丘腦核(MD),中央外側核(CL)和束旁核(PF)參與疼痛的調控研究更加明確;GABA能神經元的γ波振蕩在痛覺和情感相關的皮層區域調節其他神經元的活動,并通過PAG-RVM-脊髓軸調整傷害性感受強度。
應用新興技術闡明疼痛的發生機制,其幫助巨大
電生理/光纖記錄方法,可以證實疼痛相關離子通道的變化。單細胞測序技術可以闡述疼痛發生后相關基因表達的變化。同時基于微創精準,光遺傳學技術在疼痛研究中已成為必備技術。
在前扣帶皮層中,光照激活GABA能抑制性神經元大大降低了急性疼痛,使用ChR2激活興奮性錐體神經元則顯著增加了機械敏感性,而不影響炎癥誘導的機械痛覺。相反,用eNpHR3.0沉默這些神經元則顯示了相反的效果,即在不影響基礎機械敏感性的情況下,逆轉了炎癥誘導的機械痛覺。同時使用類似手段激活中樞杏仁核神經元可以導致內臟疼痛的增加。

腦邊緣前GABA能回路在感覺
和神經性疼痛上的調控作用
中縫背核的5 -羥色胺能神經元,是許多大腦區域的5 -羥色胺輸入的主要來源,而ChR2激活此處5-HA神經元可以導致小鼠機械敏感性降低,從而支持光遺傳學調節急性疼痛的有效性。
在神經病理條件下,選擇性光照激活內側前額葉皮層(mPFC)的V層神經元,在熱和機械超敏性刺激模型中,可逆轉神經病理性引起的疼痛。使用條件位置偏好實驗范式,小鼠會避開接受藍光激活mPFC的房間,而選擇與黃光誘發抑制相關的房間,表明mPFC的光遺傳調節也可影響神經性疼痛的情感成分。
催產素(OT)是一種由下丘腦室旁(PVN)和視上(SON)核分泌的神經肽,這些核團中的神經元支配大范圍的前腦區域,并從垂體后葉釋放OT到血液中。在動物炎癥性疼痛模型中,ParvOT神經元誘發的OT釋放可以抑制痛覺并促進鎮痛。

ParvOT神經元在協調中樞和外周OT釋放
在促進鎮痛中的作用
總結
看來,
不止“關照”,“光照”同樣能達到止痛的效果。
雖然在疼痛機制的探索中,仍然存在一系列難題,例如神經性疼痛發病機理不清楚,常規鎮痛藥物(非甾體類抗炎藥、阿片類藥物)在治療神經病理性疼痛方面收效甚微,抗抑郁藥、抗痙攣藥、離子通道調節藥物以及局部用藥類藥物鎮痛效果比較局限并且易產生副作用等。
但別擔心,新興的技術會輔助您攀登科研難題的高峰,您的“光照”已在配送中。
參考文獻
1.Hind Abdo, Laura Calvo-Enrique, Jose Martinez Lopez , et al. Specialized cutaneous Schwann cells initiate pain sensation. Neuroscience (2019)
2.Amrita Singh, Divya Patel, Anna Li , et al. Mapping Cortical Integration of Sensory and Affective Pain Pathways. Current Biology(2020)
3.Shuo Huang, Zizhen Zhang, Eder Gambeta, et al. Dopamine Inputs from the Ventral Tegmental Area into the Medial Prefrontal Cortex Modulate Neuropathic Pain-Associated Behaviors in Mice.(2020)
4.Zizhen Zhang, Vinicius M. Gadotti, et al. Role of Prelimbic GABAergic Circuits in Sensory and Emotional Aspects of Neuropathic Pain. Cell Reports(2015)
5.Rohini Kuner , Thomas Kuner. Cellular circuits in the brain and their modulation in acute and chronic pain. Physiological reviews(2020)
6.Yiwen Luana, Dongliang Tanga, Haichuan Wua, et al. Reversal of hyperactive subthalamic circuits differentially mitigates pain hypersensitivity phenotypes in parkinsonian mice.PNAS(2020)