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术后触碰更敏感,伏隔核核心区的响应增强

iScience · 2025-11-01

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iScience · 研究前沿

术后触碰更敏感,伏隔核核心区的响应增强

雄性小鼠研究把术后机械敏感,联系到伏隔核核心区及其前扣带皮层输入;同一网络在基础状态下还可影响热反应。

根据论文主题制作的 AI 科学概念插画

同样的触碰,术后为什么更容易引起缩爪?外周组织的变化之外,脑内处理这些信号的网络也会改变。发表于 iScience 的研究,在雄性小鼠术后模型中发现,伏隔核核心区(AcbC)活动增强,对较轻和较强机械刺激的响应都更明显。降低当地活动,术后机械阈值回升;前扣带皮层(ACC)的相关输入,也参与这段网络响应。熟悉的奖赏相关脑区,由此进入了术后感觉变化的故事。

关键发现

术后模型中的 AcbC 与 ACC 输入相关群体响应增强,降低相关活动改善机械阈值;基础小鼠中提高活动则使机械阈值与热缩爪潜伏期都下降。

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机械与热反应,出现不同变化

皮肤与肌肉切口牵拉模型中,术侧后爪的机械缩爪阈值在观察的两周内降低,对侧没有同样变化。热缩爪潜伏期则没有显著组间差异,整体运动距离也相近。术后感觉变化在这里主要表现为对机械刺激更容易反应,而不是所有感觉指标都一起改变。

伏隔核位于基底节与边缘系统相接的位置,参与奖赏、动机和行为调节,也与感觉处理有关。研究聚焦它的核心区,而不是把整个伏隔核作为一个功能相同的整体。这个区域选择,让术后缩爪变化与一处更具体的脑内节点对应起来。

对侧脑内节点,响应更强

术后模型中,与手术侧相对的 AcbC 活动标记增加,放电频率也提高。活跃细胞中可见 D1 与 D2 受体相关类型,两者并非只有一类参与标记。这里呈现的是核心区群体的响应变化,细胞组成则为进一步理解这种变化提供了背景。

较轻的机械刺激在对照组只引起较小钙响应,在术后组却明显增强;较强刺激能在两组中引起响应,术后组幅度仍更大。不同强度的输入都遇到了一个反应更强的脑内群体。感觉信号进入网络后,响应的尺度已经发生改变。

原论文图 2两种强度机械刺激下的核心区响应
两种强度机械刺激下的核心区响应
原论文 Figure 2:术后组 AcbC 对较轻与较强机械刺激的钙响应均增强。
来源:Xu Y et al. · iScience · CC BY-NC-ND
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降低活动与提高活动,作用取决于背景

降低术后小鼠对侧 AcbC 活动,手术侧机械阈值升高,对侧阈值与双侧热反应没有显著改变。运动距离也相近。细胞活动的改变对应上了模型中较突出的机械指标,使这个群体成为参与术后敏感表现的一处功能节点。

在没有手术的基础小鼠中,提高左侧 AcbC 活动,则让右侧机械阈值和热缩爪潜伏期都下降,运动距离仍无显著变化。网络具有影响两类反应的能力,但在术后模型中主要呈现机械改变。背景状态与所改变的活动,共同决定最后的行为读出。

原论文图 3基础与术后条件下的核心区调节
基础与术后条件下的核心区调节
原论文 Figure 3:术后抑制改善术侧机械阈值;基础激活使对侧机械阈值与热潜伏期下降。运动比较不显著。
来源:Xu Y et al. · iScience · CC BY-NC-ND
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前扣带皮层,把活动传向核心区

解剖观察显示,ACC 的 CaMKII 相关兴奋性细胞向 AcbC 发出联系,来源标记在 Cg2 亚区较明显。提高 ACC 相关群体活动后,AcbC 钙事件与放电增加。这些结果把核心区的活动,与来自皮层的输入联系起来。

进一步观察接收 ACC 相关输入的 AcbC 群体,术后小鼠对两种强度机械刺激的钙响应同样增强。整体核心区观察与输入相关群体观察相互呼应,表明术后变化包含皮层—核心区网络的响应。它为局部活动增加找到了一个上游背景。

原论文图 6ACC 输入相关群体的机械响应
ACC 输入相关群体的机械响应
原论文 Figure 6:术后组中,接收 ACC 相关输入的 AcbC 群体对两类机械刺激的钙响应增强。
来源:Xu Y et al. · iScience · CC BY-NC-ND
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沿相关联系调节活动,机械指标随之改变

降低 ACC—AcbC 相关活动时,术后小鼠手术侧的机械阈值回升,另一侧与热反应没有显著变化。基础状态下提高相关活动,则使对侧机械与热反应指标下降。两组观察再次呈现了背景差别:同一网络关系,在不同状态下对应不同感觉读出。

相关实验的运动距离没有显著改变,因此缩爪指标的变化没有伴随整体活动量的同样下降。皮层输入与当地细胞活动一起,构成了术后机械敏感的网络背景;输入联系与整个核心区群体之间各自的作用,仍需要更细致的区分。

原论文图 7ACC—AcbC 相关活动改变后的结果
ACC—AcbC 相关活动改变后的结果
原论文 Figure 7:术后降低相关活动改善机械阈值,基础提高活动影响机械与热指标;运动距离比较不显著。
来源:Xu Y et al. · iScience · CC BY-NC-ND
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术后敏感,也有脑内处理的一面

这项研究集中于雄性小鼠的缩爪反应,显示术后机械敏感伴随一个反应更强的核心区网络。外周条件改变之后,来自皮层的调节和当地群体活动也参与了信号处理,使同样的机械输入获得不同的行为响应。

核心区在这里展现的,是随状态改变的感觉调节作用。术后机械改变与基础激活后的热反应差别尤其提示,网络的功能范围和某个模型实际呈现的现象可以不同。理解术后敏感,既要看组织发生了什么,也要看信号进入脑内后怎样被响应。

论文信息

Xu Y, Xing F, Hu C, Shi X, Wei X, Yao D, Wang X, Xing M, Yuan J, Li Z, Zhang W.
The neurons in NAc core receiving ACC excitatory afferents contribute to chronic postoperative pain
iScience · 2025-11-01
DOI: 10.1016/j.isci.2025.113921