探究你所忽视的全身麻醉药的中枢镇痛机制

以往的事实证明，较高浓度的吸入麻醉药直接作用于大脑也是可以产生镇痛和制动的。     

2020年5月18日，Fan Wang教授团队在Nature Neuroscience上发表题为General anesthetics activate a potent central pain-suppression circuit in the amygdala的文章，证明了全身麻醉药（General anesthetics, GA）通过激活中央杏仁核（Central amygdala, CeA）来抑制急性和慢性疼痛，并能减少小鼠疼痛相关的自我保护行为。 

01 研究结果  

A. 异氟烷和氯胺酮能激活CeA神经元（CeAGA)

麻醉学传统观点已经证实全身麻醉药物的镇痛作用，特别是吸入麻醉药物抑制疼痛引起的体动主要是直接作用于脊髓等低级中枢，因此往往忽视了全身麻醉药物的中枢镇痛机制。以往的事实证明，较高浓度的吸入麻醉药直接作用于大脑也是可以产生镇痛和制动的。       

同时，作者通过在体记录钙信号（GCaMP6m），成像结果显示异氟烷和氯胺酮能激活CeA的同一类细胞群。

B. 光遗传激活CeAGA神经元缓解小鼠疼痛反应，而抑制CeAGA神经元则加重疼痛反应

接下来，作者借助腺相关病毒将光敏蛋白ChR2（激活）、eArch（抑制）和普通绿色荧光蛋白GFP（对照）导入CeAGA神经元，比较小鼠在无疼痛、急性疼痛和慢性疼痛三种情况下，CeAGA神经元所起的作用。行为学结果显示，激活或着抑制CeAGA神经元能双向调节正常小鼠，以及急慢性疼痛模型小鼠的疼痛相关行为。 在正常小鼠组，作者通过针刺、热、冷刺激来比较GFP（对照组）、ChR2（激活组）和eArch（抑制组）三种情况下小鼠对疼痛刺激的反应。激活CeAGA神经元能明显降低疼痛刺激的行为反应，而抑制则增强疼痛相关行为变化。

在急性疼痛组，作者通过给小鼠足底或面颊注射福尔马林，针刺其足底和胡须垫处记录小鼠舔足和擦脸的行为。结果显示，激活组（ChR2）在光照打开的情况下，所有小鼠均停止舔足或擦脸的疼痛行为反应。

在慢性疼痛组，作者通过结扎一侧眶下神经建立慢性压迫性神经痛模型，观察激活CeAGA神经元后小鼠擦脸行为的变化。结果同急性疼痛，即激活CeAGA神经元能显著降低小鼠的疼痛反应。

C. 光遗传抑制CeAGA神经元诱发疼痛相关的厌恶行为

疼痛反应的本质就是产生厌恶。作者想观察是否抑制了CeAGA神经元能使正常小鼠产生厌恶的行为反应。作者在6天的时间内对GFP组，ChR2组和eArch组小鼠进行了条件位置偏爱（CPP）和条件位置厌恶（CPA）测试。结果显示，在没有有害刺激的情况下，沉默CeAGA神经元可在小鼠中引起强烈的位置厌恶反应。

D. 抑制CeAGA神经元能抵消氯胺酮的镇痛作用

作者进一步验证，CeAGA神经元在低剂量氯胺酮镇痛效果中所起的作用。结果发现，当CeAGA神经元被沉默之后，实验组小鼠的舔足行为的时间和对照组小鼠相比无统计学差异，即低剂量氯胺酮的镇痛作用消失。         

综上，Fan Wang教授团队的研究结果表明，全身麻醉药通过激活中央杏仁核神经元来抑制疼痛反应，而中央杏仁核神经元很可能成为慢性疼痛的一个潜在治疗靶点。

02 技术亮点

CANE--capturing activated neuronal ensembles，捕获激活神经元集合

作者通过构建FosTVA敲入小鼠和工程病毒（CANE-慢病毒（CANE-LV））在Fos +细胞中表达所需的转基因。通过构建不同的基因X（GFP、ChR2、eArch），即可特异性的改变全身麻醉药所激活的特定CeA神经元集合（CeAGA神经元），探究其在疼痛中的作用机制。              

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