PBN-CeA环路在紫杉醇诱导的神经病理性疼痛及负性情绪中的作用

《CNS Neuroscience & Therapeutics》：Role of PBN-CeA Circuit in Paclitaxel-Induced Neuropathic Pain and Negative Emotions

　　

**背景**:紫杉醇会产生一种慢性手套-袜套样神经病变，常伴有焦虑和抑郁。然而，驱动这种疼痛-情感共病的神经环路和分子信号尚不清楚。
**方法**:研究人员通过在雄性大鼠中注射紫杉醇建立化疗诱导的神经病理性疼痛模型。使用行为学测试评估机械和热敏感性及负性情绪行为。利用病毒载体追踪臂旁核-中央杏仁核投射，并采用光遗传学技术操纵PBN末端。通过逆转录定量聚合酶链反应对强啡肽原和κ-阿片受体mRNA水平进行定量。
**结果**:CINP大鼠表现出持续的疼痛超敏反应和负性情绪行为，伴随CeA中c-Fos和PDYN表达增加，而KOR mRNA水平未见改变。向CeA内给予KOR拮抗剂Navacaprant缓解了疼痛和负性情绪行为。光遗传学抑制PBN-CeA通路降低了CeA激活，减弱了疼痛超敏反应，并改善了负性情绪行为，而在正常大鼠中激活该通路则引发了上述两种改变。慢性抑制该通路降低了CINP大鼠CeA中PDYN mRNA水平。
**结论**:PBN-CeA通路参与了紫杉醇诱导的神经病理性疼痛和焦虑样行为，并与CeA中强啡肽表达增加有关。靶向该通路或其下游KOR可能为化疗相关的感觉和情感障碍提供治疗策略。

紫杉醇是治疗乳腺癌和卵巢癌等实体肿瘤的一线化疗药物。然而，其临床应用常受到化疗诱导的神经病理性疼痛的严重限制。CINP表现为慢性烧灼痛、麻木以及手套-袜套样感觉异常，并常伴有运动和自主神经功能缺损，导致约三分之一的患者需减量或停药。更为严峻的是，许多伴随神经损伤相关疼痛的患者还会出现焦虑和抑郁，疼痛与负性情绪相互强化，导致生活质量显著下降。尽管临床上对此有广泛描述，但紫杉醇诱导的神经病变与持续情感障碍间的神经机制仍不清楚。以往研究多聚焦于外周神经损伤，近期研究开始揭示化疗引发疼痛的中枢机制。中央杏仁核作为整合疼痛和情感的主要枢纽，接收来自脊髓经臂旁核的谷氨酸能投射。然而，紫杉醇外周神经病变产生的伤害性信号是否通过PBN-CeA环路改变CeA功能，进而驱动神经病理性疼痛及负性情绪，仍不明确。此外，CeA内的强啡肽原/κ-阿片受体通路在调节痛觉和情绪中至关重要，PDYN被裂解为强啡肽后作用于KOR，引发厌恶和焦虑。但PBN上升输入是否招募CeA内的强啡肽-KOR信号来介导紫杉醇诱导的疼痛和情感障碍尚属未知。

针对上述问题，研究人员开展了关于紫杉醇诱导CINP模型中PBN-CeA环路及强啡肽-KOR信号的作用研究。结果表明PBN-CeA通路参与紫杉醇诱导的神经病理性疼痛和焦虑样行为，且与CeA中强啡肽表达增加有关。靶向该通路或其下游KOR可能为化疗相关的感觉和情感障碍提供治疗策略。该论文发表在《CNS Neuroscience》上，为化疗相关神经病理性疼痛及共病负性情绪的机制提供了新见解，并为靶向治疗策略奠定了机制基础。

研究人员主要采用了以下关键技术方法：样本队列来源于福建医科大学实验动物研究所提供的雄性Sprague–Dawley大鼠。通过腹腔注射紫杉醇建立CINP大鼠模型；运用Von Frey测试和热板试验评估机械和热痛敏；利用旷场实验和高架十字迷宫测试观察负性情绪行为；借助病毒载体进行神经追踪，明确PBN-CeA投射；运用光遗传学技术，通过注射携带NpHR或ChR2的病毒并埋置光纤，实现对该环路的双向调节；利用逆转录定量聚合酶链反应检测基因表达水平；结合免疫荧光技术检测c-Fos表达以评估神经元活动。

**3.1 紫杉醇诱导大鼠神经病理性疼痛及负性情绪行为**
研究人员通过腹腔注射紫杉醇建立模型，并利用行为学测试评估疼痛敏感性。结果显示，模型大鼠的缩爪阈值从第6天起显著降低并持续至第28天，缩爪潜伏期也显著缩短。随后在稳定痛敏形成后进行情绪行为评估，在旷场实验中，模型大鼠总行走距离无差异，但中心区停留时间和距离显著减少；在高架十字迷宫中，开放臂停留时间及进入次数显著减少。结论表明紫杉醇成功诱导了大鼠持续的机械与热痛敏及明显的负性情绪行为。

**3.2 CeA内给予Navacaprant缓解CINP大鼠的痛觉过敏和负性情绪行为**
研究人员首先检测了机械刺激后CeA中c-Fos的表达，发现CINP大鼠CeA内c-Fos阳性神经元显著增多，表明高度激活。RT-qPCR检测发现CINP大鼠CeA中PDYN mRNA水平升高，而KOR mRNA无显著变化。随后向CINP大鼠双侧CeA内显微注射KOR拮抗剂Navacaprant，结果显示给药后大鼠PWT显著上升；在旷场实验和高架十字迷宫中，中心区活动及开放臂探索均显著增加。结论表明，CeA内阻断KOR能够有效缓解CINP大鼠的机械痛敏及负性情绪行为。

**3.3 光遗传学抑制右侧PBN-CeA环路缓解CINP大鼠神经病理性疼痛及负性情绪行为**
研究人员通过病毒追踪证实了右侧PBN向CeA的直接投射。通过在右侧PBN注射抑制病毒NpHR并在CeA上方埋置光纤进行黄光照射，发现光遗传学抑制后，CINP大鼠的PWT和PWL均显著升高；同时在旷场实验和高架十字迷宫中，中心区活动及开放臂探索显著增加。结论表明，抑制右侧PBN-CeA环路能显著减轻CINP大鼠的伤害感受性痛敏和负性情绪行为。

**3.4 光遗传学激活右侧PBN-CeA环路诱导大鼠神经病理性疼痛及负性情绪行为**
研究人员在正常大鼠右侧PBN注射激活病毒ChR2，并通过蓝光进行光遗传学激活。结果显示，激活该环路后，正常大鼠的PWT和PWL显著降低；在行为学测试中表现出中心区及开放臂探索减少。结论表明，在正常大鼠中急性激活右侧PBN-CeA环路足以诱导神经病理性疼痛及负性情绪行为。

**3.5 持续抑制PBN-CeA环路下调CINP大鼠CeA中PDYN mRNA表达**
研究人员确认了持续光抑制PBN-CeA环路能显著减少CINP大鼠CeA中c-Fos阳性神经元的数量，表明其降低了CeA的过度激活。连续7天黄光持续抑制后，RT-qPCR结果显示，CINP+NpHR组大鼠CeA中PDYN mRNA水平显著下降，而KOR mRNA仍无变化。结论表明，PBN-CeA环路的活动能够调控CeA中强啡肽的转录，持续抑制该通路可下调PDYN表达。

在讨论部分，研究人员总结指出，紫杉醇穿透血脑屏障能力差，因此中枢敏化与情感障碍很可能由外周神经损伤驱动。研究证实PBN通过直接投射将伤害性信息传递至CeA，由于右侧PBN接收强烈的脊髓输入且右侧CeA在介导慢性痛中起决定性作用，该研究聚焦右侧PBN-CeA通路。双向光遗传学操作表明外周神经病变通过招募杏仁核处理过程产生疼痛和情感障碍，PBN-CeA环路作为关键中枢枢纽使两者相互强化。此外，CINP大鼠CeA中PDYN表达上调可能是活动依赖性的，使得强啡肽释放增加并激活现有KOR，从而增强CeA对伤害性输入的反应并维持疼痛敏化。利用KOR拮抗剂阻断或持续抑制PBN-CeA投射均证实了上升性臂旁核输入与强啡肽-KOR信号间的功能联系。尽管PBN包含不同功能亚区，但外侧臂旁核（LPBN，主要处理伤害感受）和内侧臂旁核（MPBN，主要处理内脏感受）可能共同参与了化疗引发的躯体痛敏及系统性不适。研究还提及N-去甲青藤碱主要通过中枢GABA_A受体α₂亚基介导发挥镇痛作用，进一步突显了外周至中枢过渡作为潜在治疗窗口的重要性。

研究结论翻译：PBN-CeA通路在紫杉醇诱导的神经病理性疼痛和焦虑样行为中发挥着重要作用，且与CeA中强啡肽表达的增加有关。针对该通路或其下游的KOR，可能为化疗引起的感觉和情感障碍提供有效的治疗策略。