《Behavioural Brain Research》:ELContribution of orexinergic receptors within the ventral tegmental area in restraint stress-induced analgesia in the persistent inflammatory pain model
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本研究通过VTA区注射OX1r和OX2r拮抗剂,探讨其在约束应激(RS)诱导的持续炎症性疼痛模型中镇痛机制的作用。结果显示,拮抗剂显著削弱RS在早期和晚期炎症疼痛阶段的镇痛作用,但未改变痛觉阈值,表明VTA区OX1r和OX2r参与RS诱导的镇痛调控。
阿里·萨亚尔内扎德(Ali Sayarnezhad)|佩德拉姆·沙克雷尼纳瓦(Pedram Shakerinava)|希玛·阿布丁(Shima Abtin)|阿巴斯·哈格帕拉斯特(Abbas Haghparast)
伊朗德黑兰沙希德·贝赫什提医科大学医学院学生研究委员会
摘要
应激诱发的镇痛现象是指在暴露于应激源时疼痛感知会被抑制。先前的研究表明,应激会触发下丘脑外侧的食欲素神经元向腹侧被盖区(VTA)投射,而腹侧被盖区的食欲素受体参与疼痛反应。本研究探讨了位于VTA区域的食欲素受体是否可能影响持续性炎症疼痛模型中应激诱导的镇痛过程。实验中,113只成年雄性Wistar大鼠(体重230–250克)被单侧注射不同剂量的食欲素1受体(OX1r)拮抗剂(SB334867)和食欲素2受体(OX2r)拮抗剂(TCS OX2 29),剂量分别为1、3、10和30 nmol/0.3 μL。5分钟后,这些大鼠受到束缚应激(RS)处理3小时,随后通过福尔马林测试评估其疼痛阈值。研究结果表明,将OX1r和OX2r拮抗剂注射到VTA并未影响福尔马林测试中的疼痛阈值,但确实减轻了束缚应激引起的疼痛。在疼痛发生的早期和后期阶段,OX2r和OX1r拮抗剂的效果相当。值得注意的是,这两种药物及其溶剂均未对大鼠的运动能力产生影响。这些发现提示,应激引起的疼痛缓解机制涉及VTA区域中的OX1r和OX2r受体。
引言
应激诱导的镇痛(SIA)是哺乳动物在面对压力或恐惧刺激时的一种自动反应,能够抑制疼痛。应激与疼痛之间的关系十分复杂[1]。根据应激的强度和持续时间,其对疼痛相关行为的影响各不相同:慢性应激会导致痛觉过敏[2][3],而急性应激则具有镇痛作用[4][5]。现有研究表明,SIA的发生不仅涉及阿片系统,还涉及非阿片类内源性神经递质和神经肽[6]。
食欲素(OXs)起源于下丘脑外侧(LH)神经元中的前食欲素分子,能与两种G蛋白偶联受体——食欲素1受体(OX1r)和食欲素2受体(OX2r)结合[7]。这些神经元的轴突投射到神经系统的多个区域,包括参与疼痛处理的脑区[8]。多项研究表明,LH中的食欲素系统对疼痛处理有显著影响,并参与疼痛的下行调节[9][10]。在背角I层(已知对疼痛调节重要)也发现了食欲素受体的存在[11][12]。某些疼痛模型中,通过电刺激或微注射吗啡、谷氨酸和胆碱能激动剂可以直接激活LH,从而产生抗痛效应[13][14][16];此外,在参与疼痛处理的脑区注射食欲素激动剂也能在不同炎症疼痛模型中产生镇痛效果[17][18][19]。
食欲素还影响应激反应,包括自主神经系统的调节[20][21]。多项行为实验证实了食欲素在应激引起的镇痛作用中的作用[22][23][24]。抑制下丘脑中食欲素神经元的活动可以抑制应激诱导的镇痛反应[25]。
腹侧被盖区(VTA)是受食欲素纤维支配的脑区之一[26]。虽然该区域主要参与奖励相关过程,但也有证据表明它也参与疼痛处理[27][28]。微注射食欲素A到VTA可产生剂量依赖性的抗痛效果[29];此外,在VTA区域注射OX1和OX2受体拮抗剂可以阻断卡巴胆碱在LH区域引起的抗痛效应[30][31]。这些证据表明VTA中的食欲素系统参与了疼痛处理。另有研究证实,OX受体在应激后的镇痛过程中也起着重要作用[32][33]。先前的一项研究表明,在持续性炎症疼痛模型中,向VTA注射OXr拮抗剂可减弱强迫游泳应激的镇痛效果[34]。然而,不同应激源对大脑的影响可能不同,涉及的信号通路也各不相同[35]。因此,本研究旨在利用福尔马林引起的慢性炎症疼痛模型,探讨VTA中的食欲素受体如何影响应激引起的镇痛效果。
实验部分
实验动物
实验对象为113只来自伊朗德黑兰巴斯德研究所的雄性Wistar大鼠,体重在230至250克之间。大鼠被饲养在每笼3只的笼子里,实验环境为室温22°C、12小时光照/12小时黑暗周期。实验期间大鼠可自由摄取食物和饮水。所有实验和程序均得到了沙希德·贝赫什提医科大学医学院研究伦理委员会的批准。
束缚应激对福尔马林诱导疼痛的影响
采用双向重复测量方差分析(RM ANOVA),随后进行Bonferroni校正,结果发现将福尔马林(50 μL)注射到大鼠后爪的足底表面会导致疼痛行为的双相反应。此外,束缚应激显著降低了福尔马林注射引起的疼痛反应(处理效应:F[2, 220] = 94.57, P<0.0001;时间效应:F[11, 220] = 2.989, P=0.0010;交互效应:F[22, 220] = 3.745, P<0.0001;见图3A)。
讨论
本研究揭示了腹侧被盖区中的食欲素受体在持续性炎症疼痛模型中参与抗痛反应的机制:通过向VTA注射OX2r和OX1r拮抗剂,束缚应激在疼痛发生的早期和后期阶段的镇痛效果均被减弱。在疼痛早期阶段,这种效应更为明显。
作者贡献声明
阿巴斯·哈格帕拉斯特(Abbas Haghparast):负责撰写、审稿和编辑,以及概念构思。
阿里·萨亚尔内扎德(Ali Sayarnezhad):负责撰写初稿和数据管理。
希玛·阿布丁(Shima Abtin):负责撰写初稿。
佩德拉姆·沙克雷尼纳瓦(Pedram Shakerinava):负责数据管理。
致谢
本研究得到了伊朗德黑兰沙希德·贝赫什提医科大学医学院学生研究委员会项目NO. 1401/59710的支持。同时,作者感谢该校神经科学研究中心在实验中的合作。
作者信息
阿巴斯·哈格帕拉斯特(Abbas Haghparast)负责研究设计和概念构思。阿里·萨亚尔内扎德(Ali Sayarnezhad)和佩德拉姆·沙克雷尼纳瓦(Pedram Shakerinava)负责数据收集。