慢性疼痛是临床的常见病。内侧前额叶皮质(medial prefrontal cortex, mPFC)参与慢性疼痛发病机制。前边缘皮质(prelimbic cortex, PL)是mPFC 的一个核心亚区,介导慢性疼痛。边缘下皮质(IL)是mPFC 的另一个亚区,也能够调控伤害性反应。神经解剖学研究表明,IL 深层的兴奋性锥体神经元通过支配PL 深层的抑制性中间神经元,进而作用到PL 局部的锥体神经元上,调控PL 的功能。IL、PL 以及IL-PL 环路如何参与慢性疼痛的发病机制,不甚清晰。研究者采用完全弗氏佐剂(complete Freund's adjuvant, CFA)建立的大鼠慢性炎症痛模型,结合体电生理记录和化学遗传学等方法,深入解析IL、PL 及其环路在慢性疼痛中的作用。主要结果:(1)在体电生理记录表明,在自发状态下,慢性炎性痛大鼠 IL 的锥体神经元平均放电率以及beta 和gamma 频段的功率谱密度显著降低(CFA 造模3~6 天),并且这种减低会随着炎症的缓解而恢复,而PL 无显著变化;在受到伤害性刺激时(包括热刺激和机械刺激),IL 和PL 在慢性炎症痛中电生理特性也不同。(2)药理学损毁IL 加剧慢性炎症痛。化学遗传学激活/抑制IL,可以缓解/加剧慢性疼痛。(3)药理学损毁PL 抑制慢性炎症痛。化学遗传学激活/抑制PL,可以加剧/缓解慢性疼痛。以上结果提示,IL 和PL 的功能不同,IL 锥体神经元缓解慢性疼痛,PL 锥体神经元维持慢性疼痛。(4)结合化学遗传学操控和在体电生理记录,研究者进一步探讨IL-PL 环路在慢性疼痛中的作用。IL 对PL 具有抑制作用。激活IL-PL 环路缓解慢性疼痛,反之,抑制IL-PL 环路加剧慢性疼痛。结论:本文解析mPFC 参与慢性疼痛的新机制,IL功能降低导致PL 功能增强,进而介导慢性疼痛的发生。