华中科技大学同济医学院附属协和医院麻醉科甘政博士在Science上发表原创研究成果

华中科技大学同济医学院附属协和医院麻醉科甘政博士在Science上发表原创研究成果

Journal：Science（IF=63.714/Q1）

Title：Layer-specific pain relief pathways originating from primary motor cortex 

2022 年 12 月 23 日，国际顶级综合期刊Science （IF=63.714）在线发表了题为“Layer-specific pain relief pathways originating from primary motor cortex”的原创文章。华中科技大学同济医学院附属协和医院（武汉协和医院）麻醉科甘政博士为本文的独立第一作者。

值得一提的是，这是继武汉协和医院麻醉科王磊博士以第一作者在Science上发表题为”Lysosomal GPCR-like protein LYCHOS signals cholesterol sufficiency to mTORC1”的原创性研究论文后，武汉协和医院麻醉科近期的第二篇Science原创性文章。

该文章系统阐述了大脑初级运动皮质 (primary motor cortex, M1) 第5 和 6 层特异性介导神经病理性疼痛本体感受和情感调控的多条独立通路，揭示了运动皮质刺激 (motor cortex stimulation, MCS)诱导镇痛作用的环路及细胞机制，为提高无创神经刺激技术治疗慢性疼痛疗效提供了有效理论支持和新的思路。该研究为甘政博士在德国 Heidelberg University药理研究所师从 Prof. Rohini Kuner学习期间完成。

神经病理性疼痛作为一种慢性疼痛疾病，不仅是临床治疗难题，同时也会造成巨大的社会负担。每年全球有超过 3%人群长期遭受神经病理性疼痛的困扰，因为慢性疼痛不仅是本体感觉症状，更是一种涉及情感伤害、恐惧、记忆以及心理预期等多维度的复杂体验。但是由于当前对于神经病理性疼痛的产生机制缺乏完善的认知，导致大量患者对传统药物或者手术治疗的效果不理想甚至完全无效。作为一种无创神经刺激 (non-invasive neurostimulation) 技术，运动皮质刺激 (motor cortex stimulation, MCS)通过跨颅骨调控初级运动皮质神经元活性已被证实可不同程度有效缓解多种病因导致的神经病理性疼痛而广泛应用于临床治疗。但是目前 MCS 缓解疼痛作用的机制尚不明确，导致其镇痛效果不稳定。

本研究通过神经顺/逆行示踪(anterograde/retrograde tracing)、化学遗传学(chemogenetics)、光遗传学 (optogenetics)、脑片钳 (slice recording)、纤维光度法 (fiber photometry)等技术并结合多种动物行为学检测，证实了在神经病理性疼痛模型（Spared nerve injury, SNI）小鼠上， MCS 通过激活 M1 区深层兴奋性投射神经元发挥镇痛作用，并系统揭示了介导的环路及细胞机制：M1 第5 皮层以前驱兴奋方式投射至下丘脑未定带背侧区域（dorsal Zona Incerta, ZId）以及中脑导水管周围灰质外侧和腹外侧区域（lateral/ventrolateral periaqueductal gray, l/vlPAG），特异性降低神经病理性疼痛小鼠对机械和冷刺激的超敏状态，而M1 第6 皮层则以前驱兴奋方式投射至丘脑中央背侧核团的外侧区域（lateral domain of the mediodorsal thalamus, MDl）并进而投射至伏隔核核区（core region of nucleus accumbens, NAcC）的中型多棘突神经元（medium spiny neurons, MSNs），显著逆转神经病理性疼痛引起的厌恶情感变化。

由此本研究完整阐述了 MCS通过 M1 不同深层皮质投射神经元介导的独特环路在本体感受和情感喜恶双重维度综合调控神经病理性疼痛的作用机制，从而为 MCS 的临床应用补充了有力的理论依据，并为神经刺激技术的创新和改进提供了新的思路。

近年来，武汉协和医院麻醉科在科主任陈向东教授的领导下，不断加强学术创新，增进国际交流合作，深化基础和创新转化研究，取得了一系列丰硕成果。

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