基础研究
前扣带回调控慢性非特异性腰痛模型大鼠疼痛及焦虑样行为的机制研究
中华行为医学与脑科学杂志, 2023,32(6) : 513-520. DOI: 10.3760/cma.j.cn371468-20221116-00688
摘要
目的

探讨前扣带回(anterior cingulate cortex,ACC)调控神经生长因子(nerve growth factor,NGF)诱导的慢性非特异性腰痛大鼠痛行为与焦虑样行为的潜在机制。

方法

成年雄性8周龄SPF级SD大鼠96只,按照随机数字表法分为4组(每组24只):对照组、模型组、对照+D-AP5组(D-AP5为N-甲基-D-天冬氨酸受体拮抗剂)和模型+D-AP5组。采用第5腰椎左侧多裂肌注射NGF建立腰痛大鼠模型(注射2次,间隔5 d)。造模5 d后,对照+D-AP5组和模型+D-AP5组大鼠右侧前扣带回注射D-AP5(2 μg,0.3 μL,1次/d,连续3 d),模型组和对照组则注射等体积0.9%氯化钠溶液。采用机械刺激和冷热板实验评估大鼠疼痛阈值,旷场实验评估大鼠焦虑样行为,免疫荧光法检测脊髓胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)阳性细胞和c-Fos(一种即早基因)阳性细胞密度,Western blot实验检测脊髓GFAP、c-Fos蛋白、磷酸化c-Jun氨基末端激酶(phosphorylated c-Jun N-terminal kinases,p-JNK)、单核细胞趋化蛋白-1 (monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)和趋化因子(C-X-C基序)配体1[chemokine (C-X-C motif) ligand 1,CXCL-1]的表达。采用SPSS 23.0软件进行统计分析,正态分布的数据组间比较采用单因素方差分析,进一步两两比较采用Tukey检验;非正态分布的数据组间比较采用Krusal-Wallis H检验,两两比较采用Mann-Whitney U检验并对P值进行Bonferroni校正。

结果

4组大鼠腰部压力疼痛阈值(pressure pain threshold,PPT)、机械缩足阈值(paw withdrawal threshold,PWT)均差异有统计学意义(F=53.498,41.939,均P<0.001)。造模后7 d,模型+D-AP5组PPT[(418.5±46.9)g]、足底PWT[(55.6±7.1)g]均高于模型组[(290.0±32.0)g,(30.5±7.5)g](均P<0.001)。各组旷场实验中央区活动距离百分比(H=11.922,P<0.01)、中央区活动时间百分比(H=21.614,P<0.001)均差异有统计学意义。模型+D-AP5组中央区活动时间百分比高于模型组[5.6(4.3,7.9)%,3.1(2.1,3.8)%](P<0.01)。各组左侧脊髓背角浅层GFAP、c-Fos阳性细胞密度均差异有统计学意义(H=49.085,F=18.120,均P<0.001)。模型+D-AP5组左侧背角浅层GFAP [34.3(21.1,47.5)个/mm2]、c-Fos阳性细胞密度[(52.7±39.4)个/mm2]低于模型组[76.5(68.6,94.9)个/mm2,(112.4±63.7)个/mm2](均P<0.001)。各组腰2节段GFAP、c-Fos、p-JNK、MCP-1、CXCL-1蛋白表达均差异有统计学意义(F=49.413,38.437,41.867,36.735,130.951,均P<0.001)。模型+D-AP5组腰2节段GFAP(1.7±0.5)、c-Fos(1.1±0.1)、p-JNK(1.7±0.3)、MCP-1(1.0±0.4)、CXCL-1(0.8±0.1)蛋白表达均低于模型组[(4.3±0.7),(2.6±0.5),(2.8±0.4),(2.9±0.4),(3.5±0.4)](均P<0.01)。

结论

ACC可调控慢性非特异性腰痛大鼠机械性痛觉过敏及焦虑样行为,这可能与脊髓星形胶质细胞、p-JNK通路、MCP-1和CXCL1的参与有关。

引用本文: 张冰玉, 李一帆, 李文君, 等.  前扣带回调控慢性非特异性腰痛模型大鼠疼痛及焦虑样行为的机制研究 [J] . 中华行为医学与脑科学杂志, 2023, 32(6) : 513-520. DOI: 10.3760/cma.j.cn371468-20221116-00688.
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慢性腰痛非常普遍,给社会和家庭带来沉重的负担[1]。椎体稳定性下降、椎间盘变性、肿瘤、感染等原因仅能解释部分慢性腰痛,而大部分腰痛无法归因于某种特异的病理性因素,这部分腰痛被称为慢性非特异性腰痛[2,3]。神经生长因子(nerve growth factor,NGF)与肌肉疼痛密切相关,临床研究发现NGF抗体可缓解部分类型慢性腰痛[4],然而将肌肉作为慢性非特异性腰痛来源的基础研究较少,2013年Hoheisel等[5]构建了NGF诱导的腰痛模型,该模型通过向大鼠第5腰椎多裂肌注射两次NGF,诱导长达14 d的脊髓背角神经元敏化和腰部痛觉过敏,而星形胶质细胞的活化维持了这一过程[2]。功能磁共振研究发现,慢性腰痛患者前扣带回(anterior cingulate cortex,ACC)的低频振幅显著增加[6]。作为情绪调节的高级中枢[7],ACC同时与下丘脑、杏仁核、中脑导水管周围灰质、延脑头端腹内侧核群、孤束核和背侧网状核等组成痛觉下行易化系统[8,9],该系统的正反馈环路持续诱发和维持慢性疼痛[10,11],因此ACC的激活与慢性腰痛关系密切。

 
 
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