下边缘皮层神经刺激减轻了利血平诱导的纤维肌痛模型中的伤害性疼痛和情感表现

《Physiology & Behavior》：Infralimbic cortex neurostimulation attenuates nociceptive and affective manifestations in a reserpine-induced fibromyalgia model

　　

**摘要**

纤维肌痛综合征（FM）是一种以广泛性疼痛为特征的慢性综合征，常伴随认知缺陷和精神症状。FM与参与疼痛加工的大脑网络的大规模功能性改变有关，特别是默认模式网络（DMN）和疼痛显著性网络。腹内侧下缘皮层（IL）是内侧前额叶皮层（mPFC）的一个区域，被认为是DMN的一部分，与参与显著性加工的脑区具有功能性连接。然而，IL在调节FM相关表现中的作用仍然知之甚少。因此，本研究的目的是探讨IL神经刺激对实验性FM大鼠模型中疼痛调节及焦虑样和抑郁样行为的影响。在采用利血平药理模型（1 mg/kg，皮下注射，每日一次，连续三天）诱导FM 14天后，使用深部脑刺激（DBS）装置（20 μA/100 Hz/15 s）进行IL神经刺激。IL神经刺激减轻了von Frey试验中的机械性痛觉超敏，并通过开放场试验、溅水试验和强迫游泳试验（FST）评估的焦虑样和抑郁样行为均有所减少。这些发现表明，IL在调节FM的疼痛和精神共病中发挥抑制作用，提示IL与显著性网络之间可能存在潜在环路，共同调节FM的表现。

**引言**

纤维肌痛综合征（FM）是一种以慢性广泛性疼痛为特征的综合征，表现为疲劳、睡眠障碍和认知功能障碍，常与精神疾病相关[1]。据估计，其全球患病率在1.7%至2.7%之间，且女性病例比例显著高于男性（3:1）[2,3,4]。此外，FM与高率的躯体残疾、生活质量下降以及自杀死亡风险增加相关[5,6,7]，这些因素共同导致了该综合征的重大经济负担[8]。

FM的病因尚不明确，越来越多的证据表明其具有多因素性质[4]。已识别的危险因素包括女性、中老年、慢性心理应激以及基因多态性（如影响儿茶酚-O-甲基转移酶（COMT）的多态性）[9]。这些因素共同导致中枢神经系统中的伤害感受神经元对正常或亚阈值传入输入的反应性增强，这种现象被称为中枢敏化（CS）[10]。CS被认为是FM的主要病理生理机制[10,11,12]。然而，其他改变也被认为与该综合征有关，包括下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴功能障碍、自主神经系统紊乱、免疫活性改变和线粒体代谢异常[13,14]。

慢性疼痛的临床前模型已被广泛用于研究FM的病理生理机制。其中，利血平诱导的FM在表面效度、结构效度和预测效度方面具有显著优势[15]。在表型上，该实验模型与啮齿类动物中广泛性伤害感受改变、疲劳、认知缺陷以及焦虑样和抑郁样行为相关[16,17]。从病理生理学角度看，利血平诱导的FM模型表现出与CS相关的多种机制，以及HPA轴改变和免疫系统功能障碍[18,19,20]。因此，利血平诱导的FM模型在转化研究中具有适当的有效性，尽管其表现的时间发展仍待进一步阐明。

尽管临床前FM研究取得了进展，但在将这些发现与临床证据联系起来方面仍存在差距。其中相关的临床发现包括默认模式网络（DMN）和显著性网络的改变。DMN是一个主要与自我参照过程相关的脑网络[21]。对于疼痛体验的主观评估而言，DMN在疼痛预期期间表现出去激活，在疼痛感知期间重新激活[22]。然而，在FM个体中，该网络在静息状态下似乎存在内在连接性降低，且与岛叶皮层等脑区的连接性下降，提示躯体体验与自我参照加工之间的整合异常[23,24]。

显著性网络是一个主要由前岛叶（AI）和前扣带回皮层（ACC）组成的脑网络，负责检测、整合和优先处理来自内外部环境的显著刺激[25]。在急性疼痛状态下，该网络整合感觉和情绪信号，将注意力引导向疼痛刺激并促进防御性反应[26]。在FM个体中，显著性网络表现出过度活跃和异常连接性，特别是涉及AI的部分[27]。这种过度活跃与FM综合征的多种症状相关，表明FM个体的神经生物学网络持续将疼痛识别为显著刺激[28,29]。

内侧前额叶皮层（mPFC）是前额叶皮层（PFC）的一个区域[30]，是认知、情绪和内部状态感知汇聚之处。作为DMN的关键节点，mPFC参与注意、记忆和决策等情绪和认知功能的调节[30,31]。在疼痛背景下，该脑区发挥认知和情绪调节作用，并调控显著性网络[32]。在FM中，神经影像学研究表明mPFC灰质体积减少，与抑郁症状严重程度呈负相关[33]，且与AI的连接性增加[34]。同样，Abouelnaga等人（2025年）[35]在利血平诱导的FM中发现mPFC存在突触过度活跃和高兴奋性，伴随冷刺激痛觉超敏。AI的神经刺激则与这些表现的减轻相关。

尽管mPFC通常被视为一个结构单元，但它并非功能均一的[36]。该区域分为ACC、前边缘皮层（PL）和腹侧下缘皮层（IL）[37]。Medeiros等人（2019年）[38]证明，将NMDA受体激动剂微量注射到PL（1–4 nmol）会增加实验性神经病理性疼痛（NP）大鼠的机械性痛觉超敏。相反，将NMDA受体激动剂注射到IL（2.0 nmol）则减轻了痛觉超敏[42]，提示PL和IL在疼痛调节中发挥不同作用。随后，Ma等人（2024年）[39]表明，化学遗传学抑制IL会导致PL过度活跃，这与实验性炎症性疼痛大鼠中热痛觉超敏加重相关。相反，激活IL则减轻了这些变化。总之，这些发现表明IL在疼痛调节中发挥关键的抑制作用。

采用深部脑刺激（DBS）——一种侵入性神经刺激技术，常用于研究某些神经环路的功能[40]——的研究表明，IL参与实验性神经病模型中的疼痛调节[41,42]。然而，关于IL参与慢性疼痛相关精神共病和认知改变的证据仍然有限。

因此，本研究旨在探讨IL在调节FM相关表现中的作用。为实现这一目标，研究分为两步：（1）描述利血平诱导的大鼠FM中行为表现和病理生理改变的时间发展；（2）一项实验研究，探讨使用DBS对IL进行神经刺激对机械性痛觉超敏及焦虑样和抑郁样行为调节的影响。我们假设IL神经刺激将减轻利血平诱导的FM模型中的伤害感受超敏，并减少焦虑样和抑郁样行为，可能通过调节显著性网络相关的神经环路来实现。

**方法片段**

**动物与饲养条件**

本研究共使用104只5-7周龄、体重200-300 g的雄性Wistar大鼠。动物来自圣保罗大学（USP）里贝朗普雷图校区的中央动物设施。它们饲养于圣保罗大学里贝朗普雷图医学院（FMRP-USP）神经科学与行为科学系的大鼠饲养室。动物在12小时光照/黑暗周期下饲养，温度控制在22 ± 2°C。

**利血平诱导的大鼠纤维肌痛中行为表现和病理生理改变的时间发展特征**

通过识别接受或未接受慢性药物治疗的动物面部改变、体重变化（g）以及中枢神经系统中儿茶酚胺水平的改变，评估了利血平诱导的FM中的全身性影响。本研究包括四个实验组：溶剂对照组（n = 8）、利血平组（n = 8）、溶剂-儿茶酚胺组（n = 4）和利血平-儿茶酚胺组（n = 4）。图2A显示了利血平最后给药24小时后观察到的面部改变。

**讨论**

在本研究中，我们描述了利血平诱导的FM中疼痛、焦虑、抑郁样行为以及潜在认知缺陷的时间进程。我们观察到机械性痛觉超敏在最后一次给药后持续长达14天，与溶剂对照组相比具有中等至较大的效应量（PS = 70–78%）。冷痛觉超敏持续长达七天，同样具有较大的效应量（PS = 72%）。在第21天，未观察到焦虑样……

**结论**

我们的发现表明，IL皮层神经刺激减轻了利血平诱导的纤维肌痛模型中的机械性痛觉超敏，并减少了焦虑样和抑郁样行为。这些结果支持了IL皮层在慢性疼痛的伤害感受和情绪维度调节中的参与，并突出了该区域作为连接疼痛与情绪共病的重要神经生物学基础。此外，IL皮层似乎涉及分布式功能……

**CRediT作者贡献声明**

Railson Carlos Olinto de Brito：构思、方法学、调查、形式分析、写作——审阅与编辑；Fernando René Benda?a-Córdoba：构思、方法学、调查、形式分析；Priscila Medeiros：构思、监督；Norberto Cysne Coimbra：构思、监督、写作——审阅与编辑；Renato Leonardo de Freitas：构思、写作——审阅与编辑、监督、资金获取。所有作者均可完全访问所有数据。

**数据可用性**

支持本研究结果的数据可从通讯作者处合理请求获得。

**未引用参考文献**

[43], [44], [45], [46]

**CRediT作者贡献声明**

Railson Carlos Olinto de Brito：原始草稿撰写、方法学、调查、形式分析、数据整理。Fernando René Benda?a-Córdoba：原始草稿撰写、调查、数据整理。Norberto Cysne Coimbra：写作——审阅与编辑、可视化。Priscila Medeiros：写作——审阅与编辑、监督、资金获取、构思。Renato Leonardo de Freitas：写作——审阅与编辑、监督、项目管理、资金获取。

**利益冲突声明**

作者声明不存在利益冲突。作者衷心感谢圣保罗大学里贝朗普雷图医学院（FMRP-USP）生理学系的Luiz Carlos C. Navegantes教授及其团队，为高效液相色谱（HPLC）分析提供了设施和技术支持。我们真诚感谢Lilian C. Heck在整个实验过程和单胺类物质定量分析中提供的宝贵技术协助和支持。

**资金来源：** 本研究得到圣保罗州研究基金会（FAPESP）[资助号2024/06346-0]的支持。本研究部分由巴西高级人才培养协调处资助[资助代码88887.893005/2023-00]。

Railson Carlos Olinto de Brito | Fernando René Benda?a-Córdoba | Norberto Cysne Coimbra | Priscila Medeiros | Renato Leonardo de Freitas

疼痛与情绪神经科学实验室及神经电生理学多用户中心，圣保罗大学里贝朗普雷图医学院（FMRP-USP）神经科学与行为科学系神经病学系，Av. Bandeirantes 3900, Ribeir?o Preto, S?o Paulo 14049-900, 巴西