外侧缰核在疼痛与负性情绪中的作用及其机制

外侧缰核(LHb)是上丘脑中一个相对较小、形态独特的区域,主要接收来自边缘前脑和基底神经节的传入,主要传出到中脑和脑干区域,参与包括奖赏处理、认知记忆、压力适应、睡眠、抑郁、疼痛在内的多种生理病理过程。近年来LHb被认为是参与疼痛和情感调节的重要枢纽脑区,大量证据表明LHb在动物参与疼痛处理和镇痛中发挥着重要作用。同时,LHb也在抑郁等负性情绪的发生发展过程中扮演重要角色,是抑郁症发作的关键脑区。本文归纳了LHb在疼痛和负性情绪中的功能和相关环路,旨在为疼痛和负性情绪的治疗提供新的思路。

丘脑网状核-外侧缰核环路调节慢性应激和慢性疼痛诱发的抑郁样行为

慢性应激和慢性疼痛是导致心理疾病(如抑郁症)的两个常见因素。外侧缰核(lateral habenula, LHb)参与编码消极结果和厌恶行为,其功能障碍与抑郁症存在很强的联系。既往研究表明,LHb的兴奋性性输入,双向调节抑郁样行为。LHb的抑制性输入如何调节抑郁样行为,目前尚不清楚。

外侧缰核在疼痛及其相关情绪调控中的研究进展

2020年国际疼痛学会对“疼痛”的定义作了进一步修改:疼痛是一种与实际或潜在的组织损伤相关或类似的不愉快的感觉和情绪体验[1]。在新版疼痛定义里,突出了不愉快的感觉和情绪体验作为主要特征和损伤的后果,进一步贴合了生物-心理-社会医学模式,有利于全面、深入地了解疼痛。外侧缰核(lateral habenula,LHb)是大脑的“反奖赏中心”,可被外界厌恶刺激和奖赏缺失所激活[2]。基于这种特征,对于外侧缰核的研究一直集中在精神分裂症、抑郁症、奖赏认知、药物成瘾等方面,随着对外侧缰核认识的深入,人们开始关注其在疼痛中的作用[3]。Shelton[4]等人首次提出在功能磁共振观察下,伤害性热刺激会显著激活健康成人的外侧缰核。静息状态下功能磁共振成像的研究表明,在患有复杂区域疼痛综合征(complex regional pain syndrome,CRPS)的儿童中,缰核和前脑之间的联系明显异常[5]。

芦沙坦的降压效应和内、外侧缰核神经元单位放电的关系

目的和方法 :观察腹腔注射 (i.p) 2mg kg和 10mg kg芦沙坦 (losartan)对大鼠股动脉血压 (aterialbloodpressure ,AP)和心率 (heartrate,HR)的影响以及与缰核 (Hb)神经元活动的关系。用玻璃微电极记录内侧缰核 (MHb)、外侧缰核(LHb)神经元单位放电活动 ,观察 10mg kg芦沙坦对其放电频率的影响。结果 :2mg kg芦沙坦对大鼠AP和HR无明显影响 ;(10mg kg芦沙坦可显著降低大鼠动脉血压 ,但对心率无明显影响。 10mg kg芦沙坦可使LHb内 6 6 6 6 % 12 18)神经元单位放电频率增加 ,使MHb内 6 1 90 % (13 2 1)神经元单位放电频率减少。结论 :10mg kg芦沙坦可明显地降低大鼠AP ,但 2mg kg芦沙坦对AP无明显影响 ;10mg kg芦沙坦可兴奋LHb和抑制MHb。

短期睡眠剥夺对大鼠外侧缰核内氨基酸类神经递质水平及c-Fos表达的影响

目的:探讨在短期睡眠剥夺(SD)情况下缰核(Hb)神经元活动的改变和Hb对睡眠的调节作用,阐明外侧缰核在SD后睡眠反弹过程中的作用。方法:将24只健康Wistar大鼠随机分为对照组和SD组,每组各12只。采用单个小平台水环境法制作SD模型,大平台组作为压力对照。高效液相-紫外检测器测量Hb内谷氨酸(Glu)和γ-氨基丁酸(GABA)水平,免疫组织化学方法测定c-Fos阳性神经元的数量。结果:与对照组比较,SD大鼠Hb内Glu水平明显增加(P<0.05),GABA水平有增加趋势,外侧缰核c-Fos阳性神经元数量增加(P<0.05),内侧缰核c-Fos阳性神经元数量无明显改变。结论:外侧缰核参与短期SD后的睡眠反弹过程,内侧缰核并没有明显作用。

实验性抑郁症大鼠缰核和海马BDNF基因表达

目的:研究抑郁症大鼠缰核和海马BDNF基因的表达情况。方法:采用长期未预知应激刺激致大鼠抑郁症模型,运用open field和forcedswimmingtest法观察大鼠行为学变化。运用免疫组化法检测缰核和海马BDNF基因的表达。结果:与正常对照组相比,抑郁症模型组大鼠海马和缰核均表现为BDNF阳性细胞数量明显减少。结论:实验性抑郁症大鼠缰核、海马BDNF基因表达水平降低。

缰核及其神经环路在神经精神疾病中的作用研究进展

缰核是位于丘脑背侧的一个体积较小的双侧核团,含多种不同类型的神经元,与前额叶、隔核、中脑和脑干的单胺类核团有广泛的纤维联系。缰核是一个“反奖赏”核团,能被厌恶刺激和奖赏缺失激活,在多种对生存至关重要的行为中发挥作用。近年来,缰核在神经精神疾病中的作用越来越受到关注。本文综述了缰核在神经病理性疼痛、抑郁症、药物成瘾和精神分裂症中的作用及其环路机制,并讨论了缰核作为临床治疗靶点的可能性。

下丘脑Hypocretin神经肽在大鼠缰核对睡眠-觉醒调节中的作用

目的:研究下丘脑Hypocretin神经肽在缰核(Hb)对睡眠-觉醒调节中的作用,为探讨Hb在睡眠-觉醒调节中的作用提供理论依据。方法:成年雄性Wistar大鼠20只,随机分为实验组(n=10)和对照组(n=10),实验组灌胃给予催眠药唑吡坦5mg.kg-1,对照组给予等量生理盐水,待唑吡坦药效达峰值时,将大鼠断头处死,取出Hb组织,提取总RNA,采用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测Hb中HcrtR2 mRNA的表达水平。另取大鼠(n=5)单侧Hb微量注射霍乱毒素b亚单位(CTb),采用CTb逆行追踪法观察下丘脑内是否有免疫阳性神经元存在。结果:经RT-PCR检测,实验组和对照组Hb中HcrtR2 mRNA的表达水平(相对平均灰度值分别为0.13±0.03和0.26±0.04)比较差异有显著性(P<0.05)。免疫组织化学染色显示,在大鼠下丘脑外侧区(LHA)、外侧视前区(LPO)和弓状核(ARC)都可见CTb标记免疫阳性神经元。结论:下丘脑Hypocretin神经肽及其受体参与Hb对睡眠-觉醒调节的作用,且Hb接受下丘脑内睡眠相关结构LHA、LPO、ARC的纤维投射。

缰核痛相关神经元对伤害性刺激和吗啡的反应

目的:观察缰核痛相关神经元对经典镇痛药吗啡的反应,了解缰核的痛觉属性。方法:实验在浅麻醉下的成年大鼠进行。通过脑室插管微量注射,或经五管微电极电泳吗啡、纳络酮、八肽胆囊收缩素(CCK-8)等,并记录缰核内痛相关神经元的单位放电。结果:在内侧缰核、外侧缰核记录的痛相关神经元放电,又可分为痛兴奋性神经元和痛抑制性神经元。在缰核微电泳吗啡后,痛兴奋性神经元以抑制反应为主,痛抑制性神经元以兴奋反应为主。微电泳纳洛酮可以翻转吗啡对缰核的作用。在吗啡耐受大鼠腹腔注射吗啡10mg/kg,LHb痛相关神经元表现为镇痛效应的数量远大于MHb痛相关神经元的,表明外侧缰核受吗啡的作用程度高于内侧缰核。对吗啡耐受大鼠脑室注入CCK拮抗剂后,再由腹腔注射吗啡,可减弱对吗啡的耐受程度。反之,在腹腔注射吗啡(10mg/kg)10min后,侧脑室注射CCK-8(15ng/10μl),CCK-8可拮抗吗啡对LHb的镇痛作用,但对MHb的拮抗作用不明显。结论:缰核的痛兴奋性神经元和痛抑制性神经元对伤害性(痛)刺激敏感而不易发生适应。其中外侧缰核神经元对吗啡的敏感性高于内侧缰核神经元。

缰核介导刺激岛叶、杏仁中央核引起的升压反应

目的 :证明缰核 (Hb)是刺激岛叶 (INS)、杏仁中央核 (CeA)所引起的升压效应下行通路的主要中继站之一。方法 :分别电刺激INS、CeA均可引起升压反应 ,在刺激电极的同侧及双侧Hb内微量注射盐酸利多卡因 ,再电刺激INS、CeA观察升压效应。结果 :单侧Hb内注射利多卡因 ,电刺激INS、CeA所引起的升压反应分别降低 36 .9%、39.6 %。双侧Hb内注射利多卡因 ,电刺激INS、CeA所引起的升压反应分别降低 4 1.7%、4 6 .1%。单侧或双侧Hb内微量注射生理盐水或人工脑脊液均不能降低电刺激INS、CeA引起的升压反应。结论 :缰核是介导电刺激岛叶、杏仁中央核引起升压效应下行通路的主要中继站之一。

血管紧张素Ⅱ在岛叶皮层引起的升压反应经缰核、下丘脑传导

研究证明了血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)能引起岛叶皮层(INS)的升压反应,也是向缰核(Hb)、下丘脑(Hypot)传递反应的介导物.电刺激INS,或向INS注射AngⅡ,向缰核,下丘脑微量注射AngⅡ拮抗剂鲁莎坦(Losartan 100 ng/ μL)或利多卡因等条件下,从股动脉插管经压力换能器,可以记录动脉血压的变化.电刺激(150～250 μA,3 s)INS可引起升压反应,血压升高绝对值为(2.14±0.64)kPa.向Hb,Hypot单侧或双侧注射盐酸利多卡因(2%,3 μL),使电刺激INS引起的升压明显降低,表明Hb,Hypot是电刺激INS实现升压效应的必经之路.向INS注射AngⅡ(0.3 μL,15 ng,pH 5.0),引起血压升高幅度为2.26 kPa.在Hb单侧注射鲁莎坦,则INS注射AngⅡ的血压上升幅度仅为1.56 kPa,较原升压幅度降低29.42%.向Hb双侧注射鲁莎坦,则INS的升压效应降低42.99%.在Hb单侧或双侧注射等量人工脑脊液不能降低AngⅡ引起的升压效应.

L－谷氨酸分别兴奋大鼠内外侧缰核引起血压和痛阈变化的关系

本实验探讨分别兴奋缰核不同部位引起血压和痛阈变化的关系。实验分别在戊巴比妥钠和乌拉坦麻醉的大鼠上进行，采用玻璃微电极微量注射的方法，将Ｌ－谷氨酸（Ｌ－Ｇｌｕ）分别注入到大鼠内侧缰核（ＭＨｂ）和外侧缰核（ＬＨｂ），分别观察痛阈和血压变化。结果显示：ＭＨｂ兴奋可明显提高痛阈和血压，痛阈提高５３％，血压由１３．８７±２．１４升高至１６．２１±２．４２ｋＰａ（Ｐ＜０．００１）。而ＬＨｂ兴奋引起痛阈降低３６％，血压由１４．８±２．０６降低到达１３．０９±１．８２ｋＰａ（Ｐ＜０．００１）。应用同一动物，分别兴奋内侧和外侧经核，同时观察痛阈和血压变化，所得结果和分组实验一致。结果表明兴奋缰核对痛阈和心血管活动的影响具有部位特异性，同时在现出两者之间的密切联系。

外侧缰核中5-HT_(2C)受体在帕金森病模型大鼠焦虑行为中的调节作用及其机制

目的:探讨外侧缰核(LHb)中5-羟色胺2C(5-HT_(2C))受体在调节帕金森病(PD)大鼠相关焦虑行为中的作用,阐明PD相关焦虑行为的神经机制。方法:将126只大鼠随机分为假手术组(n=63)和黑质致密部(SNc)损毁组(n=63)。采用行为学方法观察2组大鼠在旷场实验中的中央区停留时间百分比、高架十字迷宫实验(EPM)中的开放臂进入次数百分比和开放臂停留时间百分比;采用高效液相色谱-电化学检测法观察大鼠边缘相关脑区中单胺类递质水平;采用组织学和免疫组织化学染色法确认套管位置及SNc损毁后多巴胺(DA)神经元的缺失程度。结果:与假手术组比较,SNc损毁组大鼠中央区停留时间百分比(F1,72=36.678,P<0.001)、开放臂进入次数百分比(F1,72=59.077,P<0.001)和开放臂停留时间百分比(F1,72=84.245,P<0.001)均明显降低,且内侧前额叶皮层(mPFC)(P<0.01)、杏仁核(P<0.01)和海马(P<0.05)中DA水平均明显下降;LHb中局部注射5-HT_(2C)受体激动剂Ro60-0175后,与未加入Ro60-0175时比较,2组大鼠中央区停留时间百分比(P<0.05或P<0.01)、开放臂进入次数百分比(P<0.05或P<0.01)和开放臂停留时间百分比(P<0.05或P<0.01)均明显降低;且mPFC、杏仁核和海马中3种单胺类递质DA、5-HT和去甲肾上腺素(NA)水平均不同程度下降。在mPFC,2组大鼠给予Ro60-0175后,3种递质水平均明显降低(P<0.05或P<0.01);在杏仁核,给予Ro60-0175后,除5-HT水平无明显变化外,其余2种递质水平明显下降(P<0.05或P<0.01);在海马,给予Ro60-0175后,除假手术组大鼠NA水平无变化外,其余均明显下降(P<0.05或P<0.01)。组织学确认行为学实验中使用大鼠套管均位于LHb上方1mm;免疫组织化学检测,SNc损毁组大鼠损毁侧SNc中DA神经元完全缺失,且腹侧被盖区DA神经元较未损毁侧明显减少(P<0.001)。结论:LHb中5-HT_(2C)受体的激活可诱发或增强大鼠的焦虑行为,其机制与相关脑区中单胺类递质水平变化有关联。

可卡因对大鼠痛阈和缰核痛相关神经元放电的影响

目的:观察可卡因对痛阈和LHb痛相关神经元放电的影响。方法:皮下注射不同剂量可卡因,观察大鼠痛阈的变化;用玻璃微电极记录静脉注射可卡因前后,Hb神经元对伤害性刺激的反应。结果:低剂量可卡因降低大鼠痛阈;高剂量可卡因提高大鼠痛阈。静脉注射可卡因后,LHb痛兴奋单位自发放电增加,对痛的兴奋反应加强;LHb痛抑制单位自发放电减少,对痛的抑制反应减弱。结论:低剂量可卡因降低痛阈,同时提高LHb痛相关神经元的敏感性。

缰核损毁降低外源性抑郁症大鼠室旁核促肾上腺皮质激素释放激素的表达

目的探讨缰核与下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴及抑郁症之间的关系。方法应用慢性温和性刺激诱导抑郁症大鼠模型,观察缰核损毁对抑郁症大鼠行为、血清皮质醇及下丘脑室旁核内促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)表达的影响。结果经历慢性不可预知性刺激后,大鼠在开野实验中的水平活动次数及直立次数明显减少(P<0.01);在强迫游泳实验中的不动时间延长,上窜时间缩短(P<0.01);放射免疫学结果显示血清皮质醇水平显著升高(P<0.01),免疫组织化学结果显示下丘脑室旁核内CRH表达增加。损毁缰核后,抑郁症大鼠在开野实验中的水平及直立次数明显增加(P<0.01);强迫游泳实验中不动时间明显缩短,上窜时间明显延长(P<0.01);血清皮质醇水平下降(P<0.05);下丘脑室旁核内CRH表达减少。结论缰核损毁可改善抑郁症大鼠的抑郁行为,对下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴功能的调节可能是实现这一作用的机制之一。

腺苷对大鼠缰核神经元自发放电活动及c-fos蛋白表达的影响

目的:观察腺苷(Adenosine,Ado)对缰核(Habenula nucleus,Hb)神经元单位放电的影响及外侧缰核内c-fos蛋白表达的变化,探讨腺苷对影响睡眠的缰核神经元活动及相关基因表达的影响及可能机制。方法:脑薄片灌注、腹腔内注射、原位免疫细胞化学等。结果:脑薄片灌注腺苷,导致内侧缰核神经元自发放电活动受到抑制,而外侧缰核神经元自发放电活动明显增加;腹腔注射腺苷0.5小时后,与注射生理盐水组相比较,外侧缰核c-fos蛋白的表达量明显增加。结论:腺苷对大鼠内侧缰核神经元自发放电起抑制作用,对外侧僵核神经元自发放电则有兴奋作用,并可促进外侧缰核c-fos蛋白表达,这为腺苷在外侧缰核内可促进睡眠提供了依据。

缰核在中枢奖赏调控的机制及其在精神疾病中的作用研究进展

缰核是一个在生物进化过程中古老且保守的中枢核团,参与许多重要的生物学功能,如母性行为、疼痛、睡眠、应激、学习和奖赏等。作为多巴胺奖赏网络中一个重要的节点,缰核在奖赏(也包括维持个体生存的趋利避害)过程中的功能和作用机制近年来引起学术界的广泛关注并成为研究的热点中枢核团之一。缰核的功能紊乱与许多精神疾病如抑郁、精神分裂症、成瘾等密切相关,也可能成为这些精神疾病临床治疗的潜在靶点。阐明缰核在奖赏和觅药动机中的作用和神经生物学机制具有重要的理论意义和临床应用价值。

缰核神经元阿片受体的分布特征

目的 :用膜片钳方法探索内侧缰核 (MHb) ,外侧缰核 (LHb)阿片受体的类型。方法 :急性分离出生后 10～15d的大鼠缰核神经元 ,用全细胞电压钳记录方式记录其K+ 通道电流。以DAGO(μ受体激动剂 ) ,DPDPE(σ受体激动剂 )区分MHb ,LHb分别含有的阿片受体类型。结果 :在缰核可记录到两种类型的K+ 通道 ,快 (瞬时 )整流K+ 通道 (IA)和慢 (延时 )整流K+ 通道 (IK)。DAGO ,DPDPE使两种类型的K+ 通道电流增加。结论 :MHb有较高密度的σ受体的分布 ;LHb以 μ受体类型分布为主。

褪黑色素对缰核痛神经元单位放电的影响及可能机制

目的通过观察褪黑色素对缰核痛神经元单位放电的影响,进一步证明褪黑色素的中枢镇痛作用及可能机制。方法:应用细胞外神经元单位放电记录方法,记录缰核神经元痛相关神经元放电,并观察外侧缰核痛神经元在褪黑色素作用下电活动的改变,及对伤害性刺激痛敏感性的改变,在此基础上观察纳洛酮的翻转作用。结果:褪黑色素影响外侧缰核痛神经元的电活动,并使外侧缰核痛神经元对伤害性刺激敏感性降低,此种作用可被纳洛酮翻转。结论:褪黑色素可通过作用于外侧缰核的阿片受体而影响其痛相关神经元对痛刺激的反应,这可能是褪黑色素中枢镇痛机制之一。