外侧缰核在疼痛相关抑郁中的作用

Role of the Lateral Habenula in Pain-Associated Depression.

作者信息Yanhui Li, Yumeng Wang, Chengluan Xuan, Yang Li, Lianhua Piao, Jicheng Li, Hua Zhao
PMID28270756
发布时间2017-02-21
DOI10.3389/fnbeh.2017.00031

实验完整度

研究涵盖行为学(von Frey、FST、SPT)、分子(Western blot)、代谢(COX组织化学)及神经化学(HPLC)多个层级,并通过LHb损伤干预验证因果关系。

主要模型

Wistar大鼠坐骨神经慢性压迫损伤模型 LHb电解损毁模型

重点核对

CCI手术:4-0铬制肠线松散结扎坐骨神经,间距1.0-1.5 mm 行为学测试时间点:术前、术后7、14、28天及LHb损毁后7天 LHb损毁参数:DC 0.35 mA,40秒,坐标:后囟后3.6-3.8 mm,中线旁0.8 mm,硬膜下4.3-4.6 mm FST和SPT于CCI术后28天进行 5-HIAA/5-HT比值通过HPLC检测

摘要

慢性疼痛患者的抑郁和焦虑发生率显著高于普通人。然而,慢性疼痛如何引起显著的情绪变化并进一步发展为严重的焦虑或抑郁,其机制尚未阐明。中缝核中的血清素能系统是疼痛处理和抑郁发病机制中的重要组成部分。由于外侧缰核(LHb)控制中缝核,它可能参与疼痛相关抑郁的调节。因此,本研究旨在探讨LHb在这一病理生理过程中的作用。我们使用大鼠坐骨神经慢性压迫损伤(CCI)作为神经病理性疼痛模型,并评估可能与情绪障碍相关的变化。在疼痛手术后28天,进行强迫游泳试验(FST)和蔗糖偏好试验(SPT)以确定行为变化。检测了LHb中β钙调蛋白依赖性蛋白激酶II型(βCaMKII)的表达、LHb和背侧中缝核(DRN)中的细胞色素-c氧化酶(COX)活性以及DRN中的血清素(5-HT)水平。我们发现CCI大鼠的LHb活性和βCaMKII表达增加,DRN中的神经元活性和5-羟基吲哚乙酸(5-HIAA)/5-HT比值降低。这些效应伴随抑郁样行为。LHb损伤改善了大鼠的疼痛阈值和抑郁样行为。这些结果表明,LHb可能通过影响DRN中5-HT神经元的活性在疼痛相关抑郁中发挥作用。此外,我们表明LHb-DRN通路活性的增加是疼痛和抑郁的常见神经生物学机制,这可能解释了疼痛和抑郁的共存。

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
外侧缰核是否通过影响背侧中缝核5-HT神经元活性参与慢性疼痛相关的抑郁行为?
核心机制
慢性疼痛导致L Hb活动增强,进而抑制DRN中5-HT神经元功能,降低5-HT水平,从而促进抑郁样行为并降低疼痛阈值;LHb-DRN通路活动增加可能是疼痛与抑郁共病的共同神经生物学机制。
主要证据
CCI大鼠显示LHb中COX活性和βCaMKII表达增加,DRN中COX活性和5-HIAA/5-HT比值降低,并伴有抑郁样行为;LHb损毁后,疼痛阈值和5-HIAA/5-HT比值升高,抑郁样行为改善。
研究意义
研究提示LHb-DRN通路可能是疼痛与抑郁共病的神经基础,为理解慢性疼痛相关抑郁的发病机制提供了新见解,并可能为治疗提供潜在靶点。

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

建立慢性神经病理性疼痛模型

模拟临床慢性疼痛状态,并验证模型成功建立

对大鼠进行右侧坐骨神经慢性压迫损伤或假手术处理,并在术前、术后7、14、28天通过von Frey测试评估机械性痛觉阈值。

2

行为学评估抑郁样表现

检测慢性疼痛后大鼠是否出现抑郁样行为

CCI术后28天,进行旷场实验评估自发活动,然后进行强迫游泳试验和蔗糖偏好试验。

3

检测外侧缰核与背侧中缝核的神经活动

探究慢性疼痛下LHb和DRN的功能变化

通过COX组织化学检测LHb和DRN的代谢活性;通过Western blot检测LHb中βCaMKII表达;通过HPLC检测DRN中5-HT及其代谢物5-HIAA水平,并计算5-HIAA/5-HT比值。

4

外侧缰核损毁及效果评估

验证LHb在疼痛相关抑郁中的因果作用

对CCI模型大鼠进行双侧LHb电解损毁或假损毁手术,术后7天评估痛觉阈值、行为学(FST、SPT)及DRN中5-HIAA/5-HT比值。

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
水合氯醛----
铬制肠线(4/0)----
细胞色素-c(马心)----
低温恒温切片机(CM1950)Leica--
Image-Pro Plus图像分析软件(版本6)Media Cybernetics, Inc.--
RIPA裂解缓冲液----
βCaMKII抗体(ab34703)Abcam--
抗β-肌动蛋白抗体(bs-0061-R)Bioss Inc.--
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔抗体(bs-0295-HRP)Bioss Inc.--
高氯酸----
LUNA C18色谱柱----
S-R立体定位仪Narishige Corporation--
不锈钢电极----
电子刺激器(SEN-7130)Nihon Kohden Kogyo Co. Ltd.--
自发活动记录与追踪视频系统Noldus--
IBM SPSS统计软件(版本12.0.1)SPSS Inc.--

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
动物与模型建立
雄性Wistar大鼠体重180-200g;CCI手术使用4-0铬制肠线松散结扎4道;麻醉剂量10%水合氯醛0.40 ml/100g i.p.;von Frey测试力值0-26g,截止力26g
阅读提示:Materials and Methods: Animals, Neuropathic Pain Model, Nociceptive Behavioral Tests
行为学测试
FST预试15分钟,24小时后测试5分钟;SPT蔗糖浓度为1%;测试时间点为CCI术后28天;旷场实验5分钟,记录总移动距离
阅读提示:Materials and Methods: Modified Forced Swimming Test, Sucrose Preference Test, Locomotor Activity; Results: Changes in Behavioral Test after Neuropathic Pain Surgery
神经化学检测
COX染色:切片厚度30μm,0.05% DAB,0.01%细胞色素-c;Western blot βCaMKII抗体浓度(原文未明确);HPLC流动相成分和pH,激发/发射波长290/330nm
阅读提示:Materials and Methods: Quantitative Cytochrome-C Oxidase Histochemistry, Western Blot, High-Performance Liquid Chromatography Analysis
外侧缰核损毁
电极坐标:后囟后3.6-3.8mm,中线旁0.8mm,硬膜下4.3-4.6mm;DC电流0.35mA,持续40秒;术后恢复后7天进行行为学检测
阅读提示:Materials and Methods: LHb Lesion Surgery, Analysis of Lesions; Results: Changes in Neuropathic Pain Threshold and Depression Behavior in CCI Rats Following LHb Lesion
统计设计
痛觉阈值数据使用重复测量双因素方差分析(组×时间);其他使用独立样本t检验;显著性水平P<0.05
阅读提示:Materials and Methods: Statistical Analysis