我校周春艺、肖诚教授课题组在痛觉调控的神经环路机制研究取得新进展

12月15日，我校麻醉学院周春艺、肖诚教授课题组合作完成的论文 《A nigro–subthalamo–parabrachial pathway modulates pain-like behaviors》在线发表在综合类期刊Nature Communications （中科院一区，TOP期刊，自然指数期刊）。该论文的第一作者为博士生贾弢，硕士研究生王迎娣、陈婧和博士研究生张雪也参与了部分工作。

慢性疼痛的发病率高达15-30%，给人类生活造成严重影响。但目前还缺乏疗效好且副作用小的镇痛药物。靶向疼痛上行传导通路和下行调节通路的神经调控方法会影响正常的疼痛反应，使机体的防御和回避反应变得迟钝。找到疼痛传导通路以外的神经环路，能减轻病理性疼痛反应，但又不影响正常的疼痛反应，可能是更理想的镇痛靶点。多项研究提示基底神经节参与疼痛的调节，如疼痛是帕金森病等基底神经节疾病患者的常见临床表现，电刺激基底神经节某些核团可产生镇痛效应，但具体的神经环路和突触机制还不十分清楚。

周春艺、肖诚教授课题组自2018年起开始关注基底神经节中丘脑底核（STN）对多种疼痛表型的调控作用，发现STN神经元的过度兴奋是多种疼痛模型共同的病理生理改变，包括帕金森病疼痛、急性和慢性炎性痛和慢性神经病理性疼痛，而抑制STN神经元虽然不影响正常小鼠的疼痛阈值，但可有效缓解以上多种疼痛模型的痛觉过敏, 这些结果分别发表在 PNAS（2020）和Pain（2022）杂志。但这些研究并没有阐明STN是否与疼痛传导通路存在直接的突触联系，在急慢性疼痛中其突触联系发生了何种变化。

本文采用了顺向和逆向病毒示踪技术、光遗传学技术和脑片电生理技术明确了STN谷氨酸能神经元通过单突触联系支配外侧臂旁核（LPB）谷氨酸能神经元，而这些投射至LPB的STN神经元又受黑质网状区（SNr）GABA能神经元的支配。在慢性疼痛中，SNr-STN-LPB两级环路神经元兴奋性和突触联系发生了长期改变：SNr神经元兴奋性下降，STN神经元过度兴奋，STN-LPB谷氨酸能突触联系增强。 用光遗传学技术逆转这些改变可缓解急慢性疼痛模型小鼠痛觉敏感症状。总之，该研究阐明了STN神经元调控疼痛反应和参与慢性疼痛的上下游机制，为基底神经节调控疼痛传导通路提供了直接突触水平证据；对探索帕金森病患者疼痛防治策略也具有重要价值。