《Journal of Headache and Pain》光遗传技术构建偏头痛模型，解锁疾病研究新钥匙

为探究偏头痛发病机制，解放军总医院研究人员构建光遗传皮质扩散抑制（CSD）诱导的偏头痛模型，发现可引发多种偏头痛相关行为，为研究 MwA 发病机制提供新工具。

　　

偏头痛，作为全球第二大致残性神经系统疾病，正困扰着约 14% 的人群。想象一下，那种单侧搏动性的头痛，能持续 4 到 72 小时，还伴随着恶心、呕吐、对光和声音极度敏感，甚至皮肤轻轻一碰都疼得不行，这就是偏头痛患者的日常。在偏头痛的众多类型中，有先兆偏头痛（MwA）较为特殊，约三分之一的偏头痛患者会经历先兆症状，其中超过 90% 是视觉先兆。目前，虽然有多种药物用于偏头痛的治疗，像非甾体抗炎药、曲坦类药物（triptans）等，但仍存在一定比例的患者对这些药物没有反应，而且还容易引发药物过度使用性头痛，偏头痛的发病机制也依旧迷雾重重。

为了深入了解偏头痛的发病机制，解放军总医院的研究人员开展了一项关键研究。他们成功建立了一种光遗传 CSD 诱导的偏头痛模型，该模型源自初级视觉皮层（VISp），且是在清醒自由活动的 C57BL/6J 小鼠上构建的。这一成果为偏头痛研究领域带来了新的曙光，相关研究发表于Journal of Headache and Pain。

在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是病毒转导技术，将表达光敏通道视紫红质 - 2（ChR2）的病毒注射到 C57BL/6J 小鼠 VISp 的锥体神经元中，为后续光遗传刺激奠定基础。其次，通过激光散斑血流仪（LSF）测量局部脑血流量（rCBF），以此来确认 CSD 的诱导情况。此外，还采用了行为学测试，如 von Frey 测试评估皮肤痛觉过敏、光暗箱测试评估畏光、高架十字迷宫（EPM）和旷场实验（OFT）评估焦虑样行为等。

研究结果主要体现在以下几个方面：

• 光遗传刺激诱导单一传播的 CSD：研究人员利用非侵入性的 LSF 评估 rCBF，以此验证 CSD 的发生。结果发现，单次光遗传刺激能在 CSD 组小鼠的右侧（同侧）半球稳定诱导出三相 rCBF 反应，包括初始低灌注、短暂正常化和 CSD 后低灌注。这一反应与电生理记录中的直流偏移相符，证实了 CSD 的诱导。同时，研究还确定了 CSD 的阈值、传播速率等特征，而对照组（VEH 组）在光遗传刺激后没有明显的血流动力学反应。

• 单次光遗传 CSD 引发偏头痛样疼痛和畏光：通过 von Frey 测试评估机械性疼痛阈值，发现单侧 CSD 会引发双侧眶周和后爪痛觉过敏，这种痛觉过敏持续 4 小时，24 小时内恢复到基线水平。而且，在 1 小时时，同侧眶周的撤回阈值明显低于对侧。在光暗箱测试中，CSD 组小鼠在光箱中的距离和停留时间显著减少，表明单次光遗传 CSD 会产生畏光现象。

• 单次光遗传 CSD 引发焦虑行为：利用 EPM 和 OFT 测试评估焦虑样行为，结果显示，CSD 组小鼠在 EPM 测试中，在开放臂的绝对停留时间和停留时间百分比在 2.5 小时和 24 小时显著降低，48 小时恢复正常；在 OFT 测试中，在中心区域的绝对停留时间和停留时间百分比在 2.5 小时和 24 小时也显著减少，48 小时恢复正常。这表明单次 CSD 增加了小鼠的趋触性和焦虑样行为。

• 舒马曲坦（sumatriptan）缓解光遗传诱导的偏头痛样疼痛和焦虑行为：舒马曲坦是 5 - 羟色胺受体的选择性激动剂，常用于急性偏头痛发作的治疗。研究发现，在单次光刺激后立即腹腔注射舒马曲坦，与注射生理盐水的对照组相比，能不同程度地缓解后爪和眶周的痛觉过敏，且在 EPM 测试中，注射舒马曲坦的小鼠在开放臂的停留时间和停留时间百分比增加，焦虑样行为得到缓解。

在研究结论与讨论部分，该研究建立的光遗传 CSD 诱导的偏头痛模型，其诱导的行为模式与偏头痛的临床特征相符。该模型避免了传统 CSD 诱导方法对脑膜组织的直接刺激，提高了模型的可靠性。研究还发现，清醒状态和 CSD 诱导部位会影响实验结果，如在麻醉状态下诱导 CSD 不会引发后爪痛觉过敏，而在清醒状态下则会出现。不过，该研究也存在一些局限性，例如实验未纳入雌性小鼠，无法评估性激素对实验结果的影响；虽然行为测试时 CSD 在清醒状态下诱导，但 rCBF 变化是在麻醉状态下记录的，无法排除麻醉剂的影响；此外，与转基因 Thy1 - ChR2 - YFP 小鼠经完整颅骨进行光遗传刺激相比，本研究中为病毒注射进行的枕骨开颅手术具有一定的侵入性。

尽管存在这些不足，该研究建立的野生型小鼠光遗传 CSD 诱导的偏头痛模型，为研究 MwA 的发病机制提供了有力的工具，有助于深入探究偏头痛的发病机制，为开发更有效的治疗方法奠定了基础，有望推动偏头痛研究领域取得新的突破。