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急性疼痛可引起機體防御性生理反應 ， 而慢性疼痛存在不愉快的軀體癥狀和負面情緒 。 皮層在編碼疼痛信息中發揮關鍵作用 。 嚙齒類背內側前額葉皮層（dmPFC）包含前邊緣皮層和前扣帶皮層的吻側部分（rACC) ， 參與調控慢性疼痛 。
在慢性疼痛模型動物中dmPFC神經元存在形態學變化和興奮性增加 。 在慢性疼痛中rACC過度激活 ， 并與負性情緒密切相關 。 在慢性炎癥疼痛模型中激活前邊緣皮層神經元可加重痛覺反應 。

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2022年12月13日北京大學基礎醫學院萬有研究團隊揭示了dmPFC存在一類傷害性神經元群 ， 編碼疼痛信息 。
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傷害性神經元群的分子和投射結構特征
研究人員通過cfos-htTA小鼠發現急性傷害性刺激能夠激活dmPFC一群谷氨酸能神經元群 。 通過雙光子顯微鏡動態觀察發現在第一天足底注射弗氏左劑注射激活的dmPFC神經元群一直存在后續連續足底刺激過程中 ， 這就表明傷害性刺激激活的dmPFC神經元群可能參與慢性疼痛過程 。
通過Tet-off系統識別的dmPFC區域傷害性刺激激活的神經元群 ， 對這些傷害性神經元進行組學分析發現在25816個基因中約存在296個差異性下調表達的基因 ， 約890個基因表達上調 ， 這些上調表達的基因主要為G蛋白偶聯受體信號和感知覺信號 ， 并高度富集表達孤菲肽受體基因Oprl1、Htr1f 。
【北京大學萬有團隊揭示皮層編碼急性和慢性疼痛信息的神經元群】病毒示蹤實驗發現dmPFC區域第2/3層傷害性神經元投射到伏隔核(NAc) ， 第5層傷害性神經元投射到中腦導水管周圍灰質(PAG)和臂旁側核(LPB) ， 基底外側杏仁核BLA區域接受來自于第2/3層、5層傷害性神經元投射 。
圖1：急性和慢性疼痛激活dmPFC一群谷氨酸能神經元
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激活dmPFC區域傷害性神經元群引起疼痛反應
連續1周慢性激活dmPFC區域傷害性神經元能夠引起正常小鼠出現痛覺超敏 ， 連續激活10天后能夠引起小鼠焦慮樣行為 ， 并能增加下游BLA和LPB區域神經元活性 。 此外 ， 連續慢性激活dmPFC區域傷害性神經元能夠增強BLA和LPB區域神經元對機械刺激的反應 。

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圖2：激活dmPFC區域傷害性神經元群引起疼痛反應
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抑制dmPFC區域傷害性神經元群緩解疼痛
研究人員進一步通過慢性抑制dmPFC區域傷害性神經元能夠明顯緩解弗氏左劑引起的熱痛覺過敏和機械異常性疼痛 ， 緩解自發性疼痛行為 ， 也能夠明顯緩解焦慮樣行為 。 這就表明抑制dmPFC區域傷害性神經元能夠有效緩解炎癥性疼痛 。

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圖3：抑制dmPFC區域傷害性神經元群緩解疼痛
總結
本文通過工具小鼠揭示了dmPFC區域存在一類可特異性響應外周傷害性刺激的神經元群 ， 該細胞群可編碼傷害性刺激信息 ， 調控慢性疼痛 ， 并進一步揭示了該神經元群的分子特征和投射結構特征 。

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【參考文獻】
1.https://doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111833
文章中圖片均來自于參考文獻

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