改良FLIT-B三叉神经痛模型揭示小鼠前扣带回皮层参与焦虑样行为

A modified FLIT-B model of trigeminal neuralgia reveals anterior cingulate cortex involvement in anxiety-like behavior in mice

作者信息Xiaoqin Lian, Taoxia Xie, Chen Chen, Jing Deng, Sijing Zhao, Tongtong Gao, Mei Fu, Weiyi Ye, Kunxin Yang, Na Zhou, Lei Tang, Dihan Lu, Xia Feng, Shiqian Shen, Qian Chen
PMID42174422
发布时间2026-05-22
DOI10.1186/s10194-026-02394-z

实验完整度

包含行为学、组织学、c-Fos免疫染色、光纤记录、双光子成像、化学遗传学抑制等多层级验证。

主要模型

C57BL/6小鼠FLIT-B三叉神经根压迫模型 Fos-TRAP2转基因小鼠 成年雌性C57BL/6小鼠

重点核对

Sham手术组与FLIT-B手术组的比较 玻璃珠直径(0.3、0.5、0.6、0.8毫米)的筛选 术后时间点(3、7、14、21、28天)的行为学测试 ACC区域AAV-hM4D(Gi)注射与CNO给药

摘要

背景:三叉神经痛(TN)是一种使人衰弱的口面部疼痛疾病,其特征为阵发性、刀刺样疼痛和显著的情感共病。越来越多的证据表明,慢性TN涉及脊髓上疼痛回路的异常可塑性。然而,缺乏能忠实重现TN关键临床特征的动物模型限制了这些中枢过程的机制研究。在此,我们在先前建立的卵圆孔三叉神经根撞击(FLIT)模型基础上,开发了一种改进的玻璃珠版本(FLIT-B),该模型能够实现可重复且受控的三叉神经根压迫,并有助于研究TN中的脊髓上机制。方法:在FLIT-B模型中,通过卵圆孔植入校准的玻璃珠以压迫三叉神经根。使用行为学检测评估感觉和情感表型,同时通过组织学分析评估三叉神经病理。为了检查脊髓上回路的变化,使用c-Fos免疫染色评估初级躯体感觉桶状皮层(S1BF)、前扣带回皮层(ACC)、杏仁核和海马中的神经元激活。进一步通过AAV介导的标记、体内光纤记录和双光子钙成像,分析兴奋性神经元(尤其是ACC)的结构和功能变化。结果:FLIT-B小鼠表现出自发性疼痛样行为,包括面部不对称怪相和与过度梳理相关的眶周脱毛,提示持续性口面部不适。组织学分析证实了三叉神经根一致的脱髓鞘。c-Fos染色和钙成像显示S1BF、ACC、杏仁核和海马广泛激活,其中ACC激活程度最高,尤其是在自发活动模式中。形态学分析显示ACC和S1BF兴奋性神经元存在显著的树突重塑。化学遗传学抑制ACC兴奋性神经元显著减轻了疼痛样和焦虑样行为。结论:FLIT-B模型通过压迫解剖相关部位的三叉神经根,提供了一种可重复且临床相关的TN啮齿动物模型。利用该模型,我们确定以ACC为中心的结构和功能可塑性是将慢性三叉神经痛与情感障碍联系起来的关键脊髓上底物。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
慢性三叉神经痛如何通过脊髓上脑区的可塑性变化引发情感障碍。
核心机制
三叉神经根压迫导致ACC兴奋性神经元持续过度活跃及皮层树突重塑,并与疼痛和焦虑样行为相关。
主要证据
FLIT-B模型表现出疼痛样和焦虑样行为;c-Fos和钙成像显示ACC活动增加;形态学显示树突复杂性增加;化学遗传学抑制ACC兴奋性神经元减轻疼痛和焦虑样行为。
研究意义
ACC为中心的皮层回路可能成为未来治疗三叉神经痛及其情感共病的潜在靶点。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

模型建立与验证

建立并验证改良的FLIT-B三叉神经痛模型。

通过卵圆孔植入玻璃珠压迫三叉神经根,评估行为表型和组织学改变,并与FLIT模型比较。

2

行为学表型评估

评估FLIT-B小鼠的疼痛样和焦虑样行为。

采用von Frey纤维检测面部机械痛阈,开放场实验和高架十字迷宫评估焦虑样行为。

3

神经活动映射

检测三叉神经痛相关脑区的神经元激活模式。

通过c-Fos免疫染色和Fos-TRAP2标记评估S1BF、ACC、杏仁核和海马的激活。

4

形态学分析

评估皮层兴奋性神经元的树突结构变化。

通过稀疏标记和三维重建分析S1BF和ACC神经元的树突复杂性。

5

功能成像

监测ACC等脑区兴奋性神经元的自发活动。

使用光纤记录和双光子钙成像记录GCaMP6f信号。

6

化学遗传学干预

验证ACC兴奋性神经元在疼痛和焦虑行为中的作用。

通过AAV-hM4D(Gi)抑制ACC兴奋性神经元,观察行为变化。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
卡马西平MedChemExpressHY-B0246
他莫昔芬SigmaH6278
氯氮平-N-氧化物MedChemExpressHY-17366
AAV-PHP.eB-CaMKIIα-EGFP-P2A-EGFPf----
AAV-PHP.eB-CaMKIIα-GCaMP6f----
AAV2/9-mCaMKIIα-hM4D(Gi)-mCherryTaitool BioscienceS0141-9
兔抗c-Fos抗体Cell Signaling Technology2250S
驴抗兔Alexa Fluor 488Thermo Fisher ScientificA-21206
HoechstThermo Fisher ScientificH3570
小鼠抗S100β抗体Proteintech66616-1-Ig
驴抗小鼠Alexa Fluor 555Thermo Fisher ScientificA-31570
兔抗GFP抗体Abcamab6556
Fluoromount-GSouthern Biotech0100-01
大鼠抗MBP抗体SigmaMAB386
小鼠抗β-微管蛋白抗体Yeasen30301ES40
山羊抗大鼠二抗Yeasen33301ES60
山羊抗小鼠二抗Yeasen33201ES60
BCA蛋白定量试剂盒BeyotimeP0010
振动切片机VT1000SLeica--
奥林巴斯FV3000共聚焦显微镜Olympus--
VS200宽场显微镜Olympus--
双光子显微镜FluoView FVMPE-RSOlympus--
Mai Tai DeepSee钛蓝宝石激光器Spectra-Physics--
GraphPad Prism (v10.0)----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
模型建立
玻璃珠直径(0.6毫米)、植入位置(卵圆孔)、植入数量(两颗)
阅读提示:Methods: FLIT and FLIT-B surgical procedures; Figure 1
行为学测试
von Frey测试使用up-down法;开放场中心区域定义;高架十字迷宫尺寸
阅读提示:Methods: Facial mechanical threshold (von Frey test), Open field test (OFT), Elevated plus maze (EPM)
神经活动映射
c-Fos染色时间点(2小时,7天,14天);Fos-TRAP2他莫昔芬给药时间(术后7天)
阅读提示:Methods: Immunofluorescence staining; Results: 图3
形态学分析
AAV-PHP.eB-CaMKIIα-EGFP-P2A-EGFPf注射时间(术后7天)和剂量(6.6×10^8 vg/小鼠)
阅读提示:Methods: Sparse neuronal labeling and morphological analysis
功能成像
AAV-CaMKIIα-GCaMP6f注射体积(9.1×10^8 vg/脑区)和坐标;光纤植入位置
阅读提示:Methods: In vivo calcium imaging, Fiber photometry recording
化学遗传学干预
AAV2/9-mCaMKIIα-hM4D(Gi)-mCherry注射体积(240 nL/侧)和CNO剂量(2 mg/kg)
阅读提示:Methods: In vivo chemogenetic manipulation