源自初级视觉皮层的光遗传学皮层扩散抑制在自由活动的C57BL/6J小鼠中诱发偏头痛样疼痛和焦虑行为

背景：偏头痛是第二大致残性神经系统疾病，患病率高。先兆见于三分之一的偏头痛患者，其中视觉先兆占90%以上。皮层扩散抑制（CSD）是先兆的基础，并可能触发偏头痛。与侵入性的电、化学或机械刺激诱导CSD相比，光遗传学在刺激过程中避免了对脑膜的直接作用。然而，既往的光遗传CSD模型主要使用Thy1-ChR2-YFP或CaMKIIα-cre转基因小鼠。当发病机制研究需要转基因小鼠表达其他特异性启动子（如多巴胺或5-羟色胺转运体启动子）时，这些模型受到限制。此外，已报道的行为学范式基于麻醉下的CSD诱导。本研究旨在C57BL/6J小鼠中建立源自初级视觉皮层（VISp）的光遗传CSD诱导的偏头痛模型，并呈现清醒状态下CSD诱导的行为学范式。方法：我们在C57BL/6J小鼠VISp的锥体神经元中进行了病毒转导，以表达光敏感通道视紫红质2。通过激光散斑血流成像测量区域性脑血流量（rCBF）以确认CSD诱导。采用von Frey、明暗箱、高架十字迷宫和旷场实验验证自由活动小鼠的偏头痛相关行为。结果：光遗传刺激诱导了典型的传播性三相rCBF变化，减少超过20%，证实CSD诱导。自由活动的C57BL/6J小鼠中单次单侧CSD触发双侧眶周和后爪异常性疼痛，持续4-24小时。值得注意的是，同侧眶周机械阈值在1小时时显著低于对侧。它还产生了光恐惧和焦虑行为，持续24-48小时。此外，舒马曲坦减轻了皮肤异常性疼痛和焦虑行为。结论：本研究提出了在清醒和自由活动的C57BL/6J小鼠中源自VISp的光遗传CSD诱导的偏头痛模型，并详细介绍了行为学范式。该野生型小鼠CSD模型有望广泛用于研究先兆偏头痛（MwA）的发病机制。