三叉神经根脱髓鞘足以诱发成年啮齿类动物三叉神经痛样面部疼痛

《The Journal of Headache and Pain》：Trigeminal root demyelination is sufficient to induce trigeminal neuralgia-like facial pain in adult rodents

本研究针对三叉神经痛（TN）病因学管理指南效果不佳的现状，创新性地通过MRI引导的立体定向技术，在成年大鼠和小鼠的三叉神经根区（包括桥脑外段和桥脑内段）直接诱导局灶性脱髓鞘，首次在动物模型中证实了三叉神经根脱髓鞘本身足以诱发类TN面部疼痛。该研究不仅建立了可靠的化学（LPC）和病毒遗传（rAAV）TN病理模型，更通过卡马西平/普瑞巴林药效差异及初级伤害性传入纤维化学沉默等临床相关标准，验证了模型疼痛与人类TN的相似性，为将TN统一概念化为脱髓鞘疾病提供了关键实验证据，对改进其诊断和治疗策略具有重要意义。

　　

三叉神经痛（Trigeminal Neuralgia, TN）被描述为“人类所能承受的最剧烈的疼痛之一”，其典型特征是面部三叉神经分布区内短暂的、闪电样反复发作的剧痛。尽管临床上普遍认为神经血管压迫（Neurovascular Compression, NVC）是TN的主要病因，但越来越多的证据表明，NVC既非TN发生的充分条件也非必要条件。现行的基于病因学的分型管理指南并未显著改善TN的诊断和治疗效果，这使得针对其共同病理基础的诊疗新策略的研发变得尤为迫切。

长期以来，学术界和临床界普遍观察到，不同病因的TN患者其三叉神经根（尤其是神经根入脑干区，Root Entry Zone, REZ）经常出现脱髓鞘改变。因此，三叉神经根脱髓鞘被自然而然地认为是TN的共同病理原因。然而，这一因果关系在临床前或临床研究中均未得到成功验证。其中一个关键障碍在于，三叉神经根脱髓鞘本身是否足以在动物体内诱发类似于人类TN的面部疼痛，这一问题始终悬而未决。以往的研究多集中于模拟TN的病因（如机械压迫神经根），而旨在直接诱导脱髓鞘的动物研究则存在局限性，例如使用的溶血脂质酸（Lysophosphatidic Acid, LPA）具有多效性，可能同时影响附近神经元的兴奋性；而实验性自身免疫性脑脊髓炎（Experimental Autoimmune Encephalomyelitis, EAE）小鼠模型的脱髓鞘并不局限于三叉神经根。更重要的是，以往研究大多仅使用刺激诱发的头部回缩作为行为学指标，这并不能完全代表疼痛这种复杂的主观体验。此外，如何判定动物模型中的面部疼痛与人类TN具有相似性，也缺乏可靠的临床相关标准。

为了解决这些关键问题，Wang等人发表在《The Journal of Headache and Pain》上的研究进行了一项开创性的工作。研究人员旨在直接验证三叉神经根脱髓鞘是否足以诱导TN样面部疼痛。为此，他们巧妙地整合了多种技术手段：首先，利用核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging, MRI）引导的精确立体定向注射技术，分别在成年大鼠和小鼠的三叉神经根区（包括桥脑外段的REZ和桥脑内段）直接诱导局灶性脱髓鞘。诱导方法包括化学方法（注射溶髓鞘的溶血卵磷脂，Lysophosphatidylcholine, LPC）和病毒遗传学方法（注射重组腺相关病毒（recombinant Adeno-Associated Virus, rAAV），通过凋亡特异性敲除髓鞘形成细胞——少突胶质细胞）。其次，在行为学评估上，他们摒弃了简单的反射性指标，转而采用持续时间较长的不对称眼睑收缩和不对称集群性抚脸动作作为评估面部疼痛的情感性和动机性行为替代指标。最关键的是，研究者引入了TN独特的药理学和神经解剖学特征作为临床相关的“金标准”来鉴定TN样疼痛：即观察动物模型中的疼痛是否对卡马西平（Carbamazepine）反应优于普瑞巴林（Pregabalin），以及其神经回路是否依赖于初级伤害性传入纤维（Primary Nociceptive Afferents）的功能。

为了开展这项研究，研究人员主要运用了几个关键技术方法：首先是利用离体和在体MRI技术进行脑立体定位空间成像，以指导后续的精准注射；其次是建立了经角度校正的冠状位立体定向微注射技术，可重复地将LPC或rAAV递送到成年大鼠和小鼠的目标三叉神经根区域（包括REZ和桥脑内段）；再者，通过组织病理学方法（如FluoroMyelin染色）和超微结构观察（透射电子显微镜，Transmission Electron Microscopy, TEM）来确认脱髓鞘的成功诱导和特征；最后，通过一套结合了动态（可控气压的气流）和静态（不同克数的von Frey纤毛）无害触觉刺激的行为学范式，并结合药理学（卡马西平 vs 普瑞巴林）和神经回路干预（使用QX-314和辣椒素（Capsaicin）组合选择性沉默TRPV1阳性的初级伤害性神经元）实验，来全面评估和验证面部疼痛的性质。研究所用动物为成年雄性斯普拉格-道利（Sprague-Dawley, SD）大鼠和C57BL/6小鼠。

MRI-informed stereotactic microinjection of LPC into extrapontine trigeminal roots induces classical TN-like focal demyelination at the trigeminal REZ in adult rats

研究首先在大鼠模型中模拟了经典TN中最常见的REZ脱髓鞘。通过离体MRI定位，研究者建立了可靠的冠状位19.5度角立体定向注射方法，将1% LPC精准注射到成年大鼠桥脑外三叉神经根的REZ区。组织学（FluoroMyelin染色）和活体MRI（T2加权成像和扩散张量成像（Diffusion Tensor Imaging, DTI））结果均证实，注射LPC后第3天出现局灶性脱髓鞘病变，第7天达到高峰（髓鞘脂质荧光强度最低、病变面积最大），之后逐渐缓解，而磷酸盐缓冲盐水（Phosphate Buffered Saline, PBS）对照组则无此变化。DTI指标显示，脱髓鞘区域的各向异性分数（Fractional Anisotropy, FA）显著降低，径向扩散系数（Radial Diffusivity, RD）显著升高，而轴向扩散系数（Axial Diffusivity, AD）和平均扩散系数（Mean Diffusivity, MD）无显著变化，这些微观结构异常与在经典TN患者中观察到的结果一致，表明成功建立了类经典TN的REZ脱髓鞘大鼠模型。

Focal demyelination at the trigeminal REZ is sufficient to induce facial pain in adult rats

在成功建模的基础上，研究者评估了面部疼痛行为。当使用不同压力的气流或不同克数的von Frey纤毛刺激注射侧（左侧） whisker pad时，LPC注射组大鼠表现出持续时间超过10秒的长时程不对称眼睑收缩以及不对称集群性抚脸动作，而PBS对照组大鼠仅出现短暂的眼睑收缩反射。值得注意的是，点状刺激（von Frey纤毛）诱发的疼痛行为反应率和强度均低于面积刺激（气流），提示模型动物可能存在类似于人类TN的“扳机点”，但受限于技术手段难以精确定位和量化。

Facial pain in chemical rat model of trigeminal REZ demyelination resembles patient Pharmacological and neuroanatomical hallmarks

为了确证模型中的疼痛与人类TN的相似性，研究者引入了TN的药理学和神经解剖学特征作为关键标准。药理学实验显示，卡马西平能显著降低由各种强度气流刺激诱发的眼睑收缩持续时间和集群性抚脸次数，而普瑞巴林的效果则微乎其微。神经回路干预实验表明，皮下注射QX-314和辣椒素混合物以选择性沉默TRPV1阳性的初级伤害性传入纤维后，由气流刺激诱发的疼痛行为被显著抑制。这些结果有力地证明，该化学诱导的REZ脱髓鞘大鼠模型所表现出的面部疼痛，在药物反应特性和神经回路基础上均与人类TN高度相似。

Viral genetic apoptotic ablation of myelin-forming oligodendrocytes induces trigeminal REZ demyelination in adult mice

考虑到LPC可能对神经元等其他细胞类型产生非特异性损伤，研究者进一步构建了病毒遗传学小鼠模型，以期更特异性地诱导脱髓鞘。他们选用小鼠髓鞘碱性蛋白（Myelin Basic Protein, MBP）基因启动子驱动Cre重组酶的表达，与可条件性激活凋亡的taCaspase3病毒混合后，注射到成年小鼠的三叉神经REZ区。两周后，组织学（FluoroMyelin染色）和超微结构（TEM）分析证实，目标区域的少突胶质细胞被成功敲除，并出现了明显的脱髓鞘病变。然而，该病毒工具也意外地导致了附近三叉神经感觉核团（如主感觉核（Principal Sensory Nucleus, Pr5））内神经元的凋亡。

Viral genetic trigeminal REZ demyelination induces TN-like facial pain in adult mice

为了区分脱髓鞘和神经元损伤各自的作用，研究者同时设置了仅诱导神经元凋亡的对照组（使用人类突触素（human Synapsin, hSyn）启动子）。行为学测试显示，只有在少突胶质细胞凋亡病毒（同时引起脱髓鞘和部分神经元损伤）注射的小鼠中，才可观察到由气流或von Frey纤毛刺激诱发的显著的长时程不对称眼睑收缩和集群性抚脸动作；而仅诱导神经元凋亡的对照组则未诱发此类疼痛行为。这表明是三叉神经REZ脱髓鞘，而非单纯的神经元损伤，诱发了面部疼痛。进一步的验证实验表明，这种疼痛同样对卡马西平反应更佳，且依赖于初级伤害性传入纤维的功能。

Chemically focal demyelination in intrapontine trigeminal roots induces TN-like facial pain in adult rats

最后，研究还将模型扩展至与多发性硬化（Multiple Sclerosis, MS）或孤立性桥脑病变相关的TN中常见的桥脑内三叉神经根（也称三叉神经束）脱髓鞘。通过MRI引导的立体定向注射小剂量（0.25μL）LPC到大鼠桥脑内三叉神经根，也成功诱导了局灶性脱髓鞘，并引发了由气流刺激诱发的疼痛行为。该疼痛同样对卡马西平治疗有反应。这表明，不仅REZ，沿着三叉神经根全长的局灶性脱髓鞘都足以诱发TN样疼痛。

结论与意义

本研究通过化学和病毒遗传学方法，首次在成年啮齿类动物中直接证实了三叉神经根（包括REZ和桥脑内段）的局灶性脱髓鞘本身足以诱发在行为学、药理学和神经解剖学特征上与人类TN高度相似的面部疼痛。这一发现为“三叉神经根脱髓鞘是TN的共同病理原因”这一长期假设提供了关键的实验证据支持。

其重要意义在于：首先，它有力地支持将不同病因的TN统一概念化为一种脱髓鞘疾病，这将推动TN从基于病因的异质性分类转向基于病理的统一概念框架，为开发针对脱髓鞘这一共同病理环节的诊断工具（如更特异性的MRI髓鞘成像技术）和治疗策略（如早期微血管减压术预防脱髓鞘进展，或测试促进再髓鞘化的药物如克立马丁（Clemastine）、碘塞罗宁（Liothyronine）等）提供了理论依据。其次，本研究建立了一套简单、可靠的TN病理动物模型，这些模型克服了以往模型在病理特异性、行为学评估和临床相关性验证方面的不足，为未来深入研究TN的机制和开发新的治疗方法提供了宝贵的平台。

当然，研究也存在一些局限性，例如用于特异性敲除少突胶质细胞的病毒工具也影响了附近神经元，未来需要优化启动子以实现更精准的细胞靶向；对于TN典型的“扳机点”和“不应期”等症状学特征的直接定量验证仍存在技术挑战；以及未来需要纳入雌性动物进行研究等。尽管如此，这项研究无疑是TN研究领域的一个重要里程碑，为理解和攻克这一顽固性疼痛疾病开辟了新的道路。