dmPFC-vlPAG 投射神经元参与维持疼痛阈值和抗焦虑行为

慢性痛不仅是持续的疼痛感受，还会导致焦虑、抑郁等负性情绪，严重影响慢性痛病人的生活质量。前额叶皮层是疼痛调制的关键皮层，然而慢性痛中前额叶皮层的基本神经通路和特定细胞类型的功能目前仍不清楚。李云庆教授团队结合多种形态学和跨突触病毒示踪的方法，详细阐述了下行疼痛调控神经通路—背内侧前额叶皮质(dorsal medial prefrontal cortex, dmPFC)-腹外侧中脑导水管周围灰质(ventrolateral periaqueductal gray, vlPAG) 在慢性痛调控的重要作用。该研究发现，从dmPFC 到vlPAG 这条兴奋性“自上而下”的神经通路，通过谷氨酸作用于vlPAG 的VGLUT2 神经元，在正常情况下，dmPFC/vlPAG 神经通路在维持机械缩足阈值和正常行为方面起着重要作用。化学损伤dmPFC 失活dmPFC/vlPAG 神经通路，或特异性激活dmPFC 中抑制性神经元，可降低正常和慢性痛条件下后足的机械缩足反射阈值，并诱发焦虑样行为。此外，激活dmPFC 中抑制性神经元能够加重负性情绪。通过光遗传学方法激活dmPFC/vlPAG 神经通路，能够产生镇痛和抗焦虑作用。通过行为药理学方法，发现使用GABAA 受体 (GABAAR) 或mGluR1 的拮抗剂，可产生镇痛和抗焦虑作用，表明dmPFC 中的GABAAR 和mGluR1 参与了慢性痛和负性情绪的发生和维持。总之，dmPFC/vlPAG 神经通路在正常情况下参与疼痛阈值和抗焦虑行为的维持，而沉默或抑制dmPFC/vlPAG 通路可能参与了慢性痛的初始、维持、以及焦虑样行为的出现。基于以上结果，研究者推测dmPFC/vlPAG 神经通路的失活，引起慢性神经病理性疼痛和焦虑样行为。该神经通路的激活可能是缓解慢性痛及焦虑/抑郁行为的直接有效治疗策略。