《Neuropharmacology》：Preoperative sleep deprivation prolongs postoperative hyperalgesia by downregulating spinal cord D2R expression via the PP2A/AKT-dependent NMDA receptor phosphorylation
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•睡眠剥夺通过降低脊髓中的D2R受体表达来延长术后疼痛。•在谷氨酸能神经元上过度表达D2R受体可以缓解持续性疼痛。•D2R受体通过PP2A/AKT通路调节NMDA受体的磷酸化。引言全球每年有超过3.2亿人接受手术，大约10%的患者在术后出现慢性疼痛[1]。持续的术后疼痛会降低患者
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睡眠剥夺通过降低脊髓中的D2R受体表达来延长术后疼痛。
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在谷氨酸能神经元上过度表达D2R受体可以缓解持续性疼痛。
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D2R受体通过PP2A/AKT通路调节NMDA受体的磷酸化。
引言
全球每年有超过3.2亿人接受手术，大约10%的患者在术后出现慢性疼痛[1]。持续的术后疼痛会降低患者的生活质量，已成为一个重大的公共卫生问题。临床研究表明，围手术期睡眠剥夺（SD）是一种常见的现象，表现为总睡眠时间或REM睡眠时间减少16%-20%，以及睡眠质量下降[2]，发生率高达68.5%[3]。在临床实践中，由于环境、心理或疾病等原因，围手术期患者可能会出现睡眠障碍。统计数据显示，约有8.8%-79.1%的患者在手术前就患有睡眠障碍[4]。我们之前的研究和其他研究都发现，围手术期睡眠剥夺与术后持续性疼痛之间存在很强的相关性[5]。由睡眠剥夺引起的持续性术后疼痛给患者带来极大痛苦，并影响手术恢复[6]。因此，研究其背后的机制并实施有效的治疗是疼痛研究领域的紧迫挑战。
多巴胺系统与睡眠和疼痛密切相关[7],[8]。多巴胺1型和2型受体是主要的多巴胺受体类型[9]，其中D2R受体是脊髓中表达最丰富的多巴胺受体。REM睡眠剥夺通过降低Nac脑区的D2R活性导致疼痛反应[10]。D2R受体活性下降的原因可能是多巴胺释放减少或D2R受体表达降低。慢性睡眠剥夺期间，小鼠海马区的D2R表达也会减少[11]。激活D2R受体可以缓解神经炎症并改善由睡眠剥夺引起的认知缺陷。此外，作为G蛋白偶联受体，D2R可以激活一系列下游信号通路[12]，在多种疼痛情况下产生镇痛效果。在慢性偏头痛模型中，三叉神经核尾部的D2R表达降低。给予D2R激动剂可以缓解偏头痛并减少中枢敏化[13]。鞘内注射D2R激动剂可以改善炎症性疼痛和神经性疼痛[14]。然而，脊髓中D2R受体在术前睡眠剥夺引起的术后疼痛中的作用尚不清楚。
蛋白磷酸酶2A（PP2A）是中枢神经系统中的主要丝氨酸/苏氨酸磷酸酶，与突触可塑性和痛觉中枢敏化有关。在依赖环境因素的吗啡敏感性增强小鼠模型中，增加PP2A活性会增强SK2通道对NMDA受体的负反馈，并损害海马体的长时程增强（LTP），而抑制PP2A则可以恢复LTP[15]。这些发现表明PP2A是NMDA受体信号传导的关键调节因子。PI3K/AKT/GSK3β通路是PP2A的下游靶点，也是痛觉处理的重要调控因子。研究发现，这条通路参与术后疼痛的发展[16],[17],[18]。从机制上看，D2R、PP2A和AKT在功能上是相互关联的。D2R通过PP2A调节AKT和GSK3β的磷酸化，涉及β--arrestin 2/PP2A/AKT复合体。因此，推测术前睡眠剥夺引起的D2R受体下调会降低脊髓中的PP2A活性，从而激活AKT通路并增加NMDA受体的磷酸化，这会导致术后持续性疼痛。
在本研究中，小鼠接受了48小时的睡眠剥夺（SD）和足底切口手术，以建立由术前SD引起的持续性术后疼痛模型。随后通过多项实验来探究术前SD对术后脊髓D2R的影响，并研究D2R在术后疼痛中的作用机制，这有助于我们寻找新的术后疼痛治疗靶点。
章节摘录
动物
所有实验均使用成年雄性C57BL/6小鼠（8周大，体重24-26克，无特定病原体[SPF]等级，n=159）进行。动物实验在南京鼓楼医院伦理委员会颁发的项目许可证（编号2020AE01025）下进行，遵守ARRIVE指南，并符合1986年英国《动物（科学程序）法案》及相关指南。
术前睡眠剥夺导致脊髓中D2R受体表达下调
为了研究SD对术后疼痛恢复的影响，我们使用限制室让小鼠连续48小时无法入睡，然后进行切口手术（图1A）。如图1B所示，通过EEG/EMG监测SD是否成功。在48小时的SD期间，清醒时间显著增加，表明SD组小鼠确实经历了睡眠剥夺。通过足部撤回机械阈值（PWMT）来测量痛觉行为的变化（图1C）。
讨论
D2R是脊髓水平上表达最丰富的多巴胺受体类型。许多研究表明D2R参与各种疼痛反应，并通过激活D2R发挥镇痛作用[20],[27]。此外，研究显示多巴胺系统（包括D2R）可以影响睡眠剥夺对机体的影响[28],[29]。我们参考了Vaccaro等人的报告[30]，并进行了48小时的持续睡眠剥夺。
结论
术前睡眠剥夺可能通过降低脊髓中谷氨酸能神经元上的D2R受体表达来增加术后疼痛，这可能是通过PP2A/AKT信号通路增强NMDA受体磷酸化实现的。针对D2R或其下游信号通路可能为管理术前SD引起的持续性术后疼痛提供一种新的治疗策略。
作者贡献声明
刘奇：撰写——初稿，实验设计，数据分析。董青月：实验设计。徐天伟：实验设计。顾小萍：撰写——审稿与编辑，数据分析。黄玉琳：撰写——审稿与编辑，资金筹集，概念构思。徐瑞：撰写——初稿，资金筹集，概念构思。马正良：撰写——审稿与编辑，资金筹集，概念构思。焦阳：数据分析。余家成：数据分析。张伟：数据处理。
伦理声明
本研究遵循ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究已获得南京鼓楼医院伦理委员会的批准（批准编号2020AE01025）。
所有作者均已填写ICMJE统一披露表格。作者们没有需要声明的利益冲突。
伦理批准和参与同意
实验在南京鼓楼医院伦理委员会颁发的项目许可证（编号2020AE01025）下进行。所有动物实验均遵守动物伦理指南。
资金支持
本研究得到了国家自然科学基金（编号82371230、82505054、82301405）的资助。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本论文工作的利益冲突或个人关系。
刘奇|董青月|徐天伟|焦阳|余家成|张伟|顾小萍|黄玉琳|徐瑞|马正良
