《Brain Research》：Sex-dependent neuronal loss and apoptotic signaling in the anterior cingulate and anterior insular cortices associated with anxio-depressive-like behaviors in a late-stage monoiodoacetate mouse model of osteoarthritis
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骨关节炎（OA）是全球范围内导致残疾的主要原因，慢性疼痛是其最令人衰弱的症状，并常伴有情感改变。越来越多的证据表明，涉及疼痛情感的皮质区域（包括前扣带回皮质（ACC）和前岛叶皮质（AIC））存在适应不良的脊髓上可塑性。然而，这些行为障碍与神经元改变之间的关系，
骨关节炎（OA）是全球范围内导致残疾的主要原因，慢性疼痛是其最令人衰弱的症状，并常伴有情感改变。越来越多的证据表明，涉及疼痛情感的皮质区域（包括前扣带回皮质（ACC）和前岛叶皮质（AIC））存在适应不良的脊髓上可塑性。然而，这些行为障碍与神经元改变之间的关系，以及潜在的性别特异性易感性，仍知之甚少。研究人员使用成年雄性和雌性小鼠的膝骨关节炎单碘乙酸（MIA）模型，在疾病早期（第7天）和晚期（第28天）检查了机械、温度、功能和情感改变的时间进程。使用已建立的行为范式评估了疼痛敏感性、运动和步态改变、焦虑和抑郁样行为，随后分析了ACC和AIC中的神经元密度和凋亡信号。MIA诱导了两性均显著的机械和温度超敏反应以及步态损伤，而早期情感改变不显著。相反，晚期骨关节炎与明显的焦虑和抑郁样行为相关。值得注意的是，MIA后第28天的分析显示，两个皮质区域均出现显著的神经元丢失和caspase依赖性凋亡增加，其中雌性表现出更大的易感性，尤其是在AIC内，与其更严重的情感表型平行。总之，这些发现表明，慢性骨关节炎疼痛与关键皮质疼痛-情感回路中渐进性、性别依赖性的神经元丢失相关，并强调皮质神经元重塑是骨关节炎疼痛情感负担的关键基础。
论文解读文章
骨关节炎（OA）是全球老年人最常见的退行性关节疾病，慢性疼痛是其最致残的症状，常伴随焦虑和抑郁等情感障碍。尽管临床和影像学研究已证实前扣带回皮质（ACC）和前岛叶皮质（AIC）在慢性疼痛情感处理中发挥关键作用，但细胞水平的神经元改变机制，尤其是性别差异，尚不清楚。现有研究多聚焦于结构或功能成像，缺乏对皮质区域内神经元丢失和凋亡信号的直接证据。此外，女性OA患者表现出更高的发病率、更快的疾病进展和更严重的情感并发症，但多数临床前研究仅以雄性动物为对象，导致雌性易感性的机制不明。因此，本研究旨在利用单碘乙酸（MIA）诱导的膝骨关节炎小鼠模型，在雄性和雌性中系统评估疼痛行为、情感障碍的时序演变，并探讨这些行为改变与ACC和AIC中神经元密度及凋亡信号的关系，以揭示慢性OA情感并发症的脊髓上机制和性别差异。该研究发表于《Brain Research》。
研究人员主要采用以下关键技术方法：使用成年（3月龄）瑞士小鼠（来自摩洛哥卡迪·阿雅德大学），通过单次关节内注射MIA（1 mg）或生理盐水建立OA模型。行为测试包括：von Frey纤维检测机械性触诱发痛，热/冷板检测温度超敏，CatWalk分析步态，旷场实验（OF）评估自发运动活性和焦虑样行为，高架十字迷宫（EPM）检测焦虑指数，水溅测试（Splash test）评估抑郁样行为（梳理行为）。组织学方法包括：Nissl染色计数神经元密度，以及NeuN（神经元核抗原）和c-Caspase-3（活化caspase-3，凋亡标志物）双重免疫荧光染色，计算凋亡指数。数据采用三因素方差分析和Holm-Sidak事后检验。
研究结果如下：
**7.1. IA注射MIA诱导两性关节肿胀**：通过测量膝围发现，MIA注射后第7天，雌性小鼠的肿胀程度显著大于雄性，并持续至第28天。
**7.2. IA注射MIA诱导两性机械性触诱发痛**：von Frey测试显示，MIA诱导的机械性触诱发痛在雌性早期（第7天）更严重，第28天两性差异消失。
**7.3. IA注射MIA诱导两性温度超敏**：热/冷板测试表明，MIA诱导的温度超敏反应无性别差异。
**7.4. IA注射MIA诱导两性步态改变和活动减少**：CatWalk分析显示，MIA小鼠后腿步幅缩短，雌性早期更显著；旷场实验显示，MIA小鼠整体活动距离、移动时间和速度显著下降，雌性早期更严重，晚期无性别差异。
**7.5. IA注射MIA在晚期诱导焦虑-抑郁样行为**：旷场实验中心时间减少和高架十字迷宫焦虑指数升高表明，MIA小鼠在晚期（第28天）出现焦虑样行为，且雌性更严重。水溅测试显示，MIA小鼠在晚期出现梳理时间减少、频率降低和潜伏期延长，雌性梳理时间减少更显著，提示抑郁样行为增强。
**7.6. IA注射MIA在ACC和AIC诱导神经元密度降低和c-Caspase-3水平升高**：Nissl染色显示，对侧ACC和AIC在第28天出现神经元密度显著下降，雌性在AIC的下降更明显（23.70% vs 雄性12.5%）。免疫荧光结果显示，对侧ACC和AIC中c-Caspase-3阳性神经元密度和凋亡指数显著增加，其中AIC表现出性别差异：雌性MIA小鼠的c-Caspase-3阳性神经元密度和凋亡指数均高于雄性。而同侧皮质未见显著变化。此外，探索性Spearman相关分析显示，神经元保留程度与焦虑指数呈负相关，与梳理行为呈正相关，而凋亡负担与行为障碍呈正相关，尤其雌性AIC中关联更强。
讨论部分总结：本研究表明，慢性OA疼痛与对侧ACC和AIC中渐进性、性别依赖性的皮质神经元重塑相关，凋亡机制参与其中，且雌性AIC更易受损。这些发现将皮质神经元丢失与情感障碍直接联系起来，突出了皮质重塑作为OA疼痛情感负担关键底物的意义。研究结论译为：总之，这些发现表明，慢性骨关节炎疼痛与关键皮质疼痛-情感回路中渐进性、性别依赖性的神经元丢失相关，并强调皮质神经元重塑是骨关节炎疼痛情感负担的关键基础。
