《Brain Research Bulletin》:The Central Amygdala as a Pathological Hub: A Multi-Level Review of Pain–Emotion Comorbidity
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本综述系统阐述了中央杏仁核(CeA)作为整合慢性疼痛与焦虑、抑郁等情绪共病的核心神经枢纽。文章从神经环路、细胞分子、神经免疫及表观遗传等多层次证据出发,揭示了CeA通过接收臂旁核(PBN)的直接伤害性输入和基底外侧杏仁核(BLA)的高阶情感信息,并经GABA能神经元微环路(如PKCδ+促痛与SOM+镇痛神经元拮抗)整合后,输出至下丘脑、脑干等区域,从而同步调控疼痛情感维度。关键分子机制涉及CRH、CGRP、PACAP等神经肽及代谢型谷氨酸受体(mGluR)、阿片受体(如KOR、MOR)的动态平衡,其失调可导致突触可塑性异常及神经免疫激活(如IL-1β),最终通过表观遗传修饰固化病理状态,形成疼痛-情绪共病的恶性循环。
神经环路基础
慢性疼痛常与焦虑、抑郁等情绪障碍共存,形成全球性健康负担。中央杏仁核(CeA)作为大脑杏仁核的核心输出核团,是整合疼痛与情绪信息的关键枢纽。其接收两条主要上行通路输入:一是来自臂旁核(PBN)的直接伤害性信息流,介导快速、原始的痛觉情感成分;二是来自基底外侧杏仁核(BLA)的经丘脑-皮层处理的高阶情感信息,赋予疼痛认知意义。CeA内部则以功能拮抗的GABA能神经元微环路为核心,其中表达蛋白激酶Cδ(PKCδ+)的神经元促进痛觉与负面情绪,而表达生长抑素(SOM+)的神经元则发挥镇痛及抗焦虑作用。在慢性疼痛状态下,此平衡被打破,PKCδ+神经元活性增强而SOM+神经元功能受抑制,导致CeA输出异常。
细胞与分子基础
在细胞水平,CeA的GABA能神经元表现出丰富的可塑性。促肾上腺皮质激素释放激素(CRH+)神经元在急慢性应激下呈现双向塑性,其激活可通过CRF1受体增强NMDA受体功能,促进疼痛相关的焦虑。降钙素基因相关肽(CGRP)作为PBN-CeA通路的关键递质,其信号增强可促进CeA内长时程增强,是疼痛情感敏化的分子基础。垂体腺苷酸环化酶激活肽(PACAP)则通过激活CeA内ERK/c-Fos通路,在神经病理性痛中诱发焦虑样行为与痛觉过敏。
神经肽系统对CeA功能的调控尤为关键。催产素(OXT)通过作用于CeA外侧部(CeL)的OXTR受体,激活PKCδ+神经元(即OFF细胞),进而抑制CeM输出神经元,产生抗焦虑和镇痛效应。相反,精氨酸加压素(AVP)通过CeM的V1aR受体增强神经元兴奋性,发挥致焦虑作用。内源性大麻素(eCBs)系统则通过CB1受体抑制CeA-PAG-中缝大核(RVM)通路中的突触传递,产生镇痛效应。
神经免疫与表观遗传机制
慢性疼痛状态下,CeA的神经免疫调控失衡至关重要。外周炎症信号(如LPS)可激活CeA,进而调控下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴活性。白介素-1β(IL-1β)是核心介质,它由激活的小胶质细胞释放,可直接作用于CeA神经元上的β-甘氨酸受体(β-GlyR),重塑抑制性突触传递,亦可抑制μ阿片受体(MOR)功能,削弱内源性镇痛。此外,CeA还能通过迷走神经-背侧运动核-脾脏通路调控外周免疫,形成疼痛-免疫-情绪的恶性循环。
表观遗传修饰为疼痛-情绪共病的持久化提供了分子记忆。DNA甲基转移酶(DNMTs,如DNMT1、DNMT3a)在CeA中的上调可导致GABA合成酶Gad1表达降低,抑制GABA能传递,促进抑郁样行为。去乙酰化酶SIRT1的持续下调则通过组蛋白H3K9去乙酰化,抑制CaMKIIα转录,增加情绪痛易感性。这些修饰使得慢性疼痛诱导的CeA环路改变得以长期维持。
下行调控通路
CeA的下行投射是其调控疼痛与情绪的关键环节。CeA至腹外侧导水管周围灰质(vlPAG)的GABA能投射是重要的下行镇痛通路。慢性应激或疼痛可增强CeA对vlPAG中间神经元的GABA能抑制,导致vlPAG谷氨酸能输出神经元去抑制,降低痛阈并产生抑郁样行为。抑制CeA-vlPAG通路可同时缓解痛敏与抑郁表型。CeA至丘脑束旁核(PF)的投射则构成一个反馈环路,其中CeA-GABA能神经元抑制PF谷氨酸能神经元,在抑郁状态下特异性地介导痛觉过敏。
总结与展望
本综述确立了CeA作为整合疼痛感觉与情感维度的核心枢纽地位。其通过多层次的可塑性变化——包括神经环路失衡、神经肽/受体信号失调、神经免疫激活及表观遗传修饰——将急性伤害性输入转化为持续的疼痛-情绪共病状态。未来研究需重点关注CeA功能的性别差异、细胞亚型特异性调控策略以及其调控机制向临床的转化,为开发针对疼痛共病的新疗法提供精准靶点。