激素撤除后的痛敏,脑干抑制通路参与调节
雌鼠研究发现,卵巢激素撤除伴随背侧中缝核 GABA 细胞响应减弱;增强这些细胞及其臂旁核输出,可提高机械退缩阈值。
激素环境改变,怎样影响脑内的感觉调节?2024 年在线发表于 PAIN 的研究,在卵巢激素撤除的雌性小鼠中找到一群响应变弱的抑制性细胞:背侧中缝核(DRN)的 GABA 能神经元。这个脑区常因血清素细胞受到关注,但 GABA 细胞也有通向其他脑区的输出。团队把细胞活动、雌二醇作用与外侧臂旁核(LPBN)连接起来,观察它们怎样影响机械刺激敏感度。
DRN GABA 细胞及其 LPBN 输出参与机械敏感调节;激素撤除后细胞兴奋性降低,激活可改善痛敏,局部雌二醇提高兴奋性与受测阈值。
阅读目录 · 6个部分
变化集中在机械刺激
在卵巢激素撤除模型中,小鼠后足更容易对机械刺激产生退缩,热和冷刺激的反应却基本保持相近。旷场、迷宫和明暗箱中的受测焦虑样行为也没有明显变化。感觉改变具有选择性,并未同时表现为所有刺激都更敏感。
机械刺激之后,DRN 中的活动标记减少。细分到 GABA 细胞,这种减少仍然存在;伤害性刺激引起的群体钙响应也比对照弱。受测敏感度增加,伴随的却是这群细胞响应降低。
DRN 内并非所有细胞都相同。研究中,多数活动标记并没有落在血清素细胞上,而 GABA 细胞的响应变化更突出。这把问题缩小到一种细胞,避免仅用整个脑区的活动高低解释行为。
来源:Wu H et al. · Pain · CC BY-NC-ND
查看原图与英文图注 ↗
抑制细胞本身更难被调动
脑片记录显示,激素撤除后的 DRN GABA 细胞放电更少,启动放电所需的驱动更大,静息膜电位也更负。它们不只是面对外界刺激时响应小,本身的兴奋性也发生了改变。
另一方面,微小兴奋性与抑制性突触电流的幅度和频率基本相近,输入电阻也未见显著变化。与受测突触输入相比,细胞自身怎样把输入转成放电,是这里更突出的差别。
来源:Wu H et al. · Pain · CC BY-NC-ND
查看原图与英文图注 ↗
雌二醇与孕酮的结果不同
研究中,全身雌二醇补充也可改善该模型的机械痛敏。进一步在 DRN 局部补充雌二醇,激素撤除小鼠的机械阈值提高,对照鼠则未出现同样明显变化。以孕酮作比较,在这两类小鼠中都没有显著改变机械阈值。不同卵巢激素在这一受测条件下,并没有相同结果。
雌二醇还增强了撤除模型中 DRN GABA 细胞的放电,降低启动放电所需的驱动,使静息电位向更容易兴奋的方向移动。输入电阻仍相近。行为改善与细胞兴奋性回升,从两个层面出现在同一类干预中。
来源:Wu H et al. · Pain · CC BY-NC-ND
查看原图与英文图注 ↗
活动增强与活动减弱,行为向两边移动
主动增强 DRN GABA 细胞活动,激素撤除小鼠的机械阈值提高。即使在与机械刺激配对的地点,小鼠也更愿意停留在同时激活细胞的一侧。这种地点选择与阈值变化共同支持敏感及相关厌恶得到缓解。
在对照小鼠中降低这群细胞活动,则使机械阈值下降。单独抑制没有引起明显地点偏好或厌恶;但与原本较轻的触碰配对后,小鼠减少在该侧停留。细胞活动减少改变了触碰情境的行为后果。
另一种抑制方式得到同方向阈值变化,较长期减少这群细胞也使机械敏感增加。短时活动调节与细胞减少相互印证,使这群 GABA 细胞在机械感觉调节中的作用更清楚。
来源:Wu H et al. · Pain · CC BY-NC-ND
查看原图与英文图注 ↗
GABA输出到达外侧臂旁核
这些细胞的作用并不局限在 DRN。追踪显示,DRN GABA 细胞向 LPBN 发出投射;脑片中招募其末梢,可在 LPBN 细胞引起直接的抑制性突触电流。记录到的连接更多见于兴奋性细胞,也存在于部分抑制性细胞。
增强这份长程输出,激素撤除小鼠的机械阈值上升,对与激活和机械刺激配对的地点停留更多。降低输出,则阈值下降;在对照鼠中,叠加轻触时也出现地点回避。整群细胞与输出末梢的行为结果形成呼应。
来源:Wu H et al. · Pain · CC BY-NC-ND
查看原图与英文图注 ↗
激素变化接到细胞与线路上
对照鼠中,降低投向 LPBN 的 DRN GABA 细胞活动会引起机械痛敏;在 DRN 局部给予雌二醇,可以缓和这种变化。组织中,多数 DRN GABA 细胞具有雌激素受体 α 的转录本,为激素调节提供了可能的细胞联系。
这项成年雌鼠研究把卵巢激素撤除后的机械痛敏,与脑干抑制细胞的活动及长程输出联系起来。增强抑制性细胞的活动,能够降低受测敏感度,关键在于它们向哪里输出。激素怎样具体改变这些细胞的离子通道和放电能力,仍有待继续解析。