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目的:疼痛作为当今社会临床上的一大重要难题,越来越受到了人们的重视。根据国际疼痛研究会(IASP)对疼痛最新定义,疼痛可以分为痛的感觉分辨、痛的情绪反应、痛的认知过程以及社会维度这四大方面。前扣带皮层(anterior cingulate cortex,ACC)是大脑边缘系统中与情绪,记忆和行为有关的重要组成脑区。临床和实验研究中的大量证据都表明前扣带回皮层(ACC)在有害刺激的处理以及与疼痛相关的抑郁症和焦虑症中起作用。多项研究表明,ACC参与了疼痛的情绪方面的编码。NMDA受体在突触传递,长时程增强,学习和记忆,癫痫,疼痛等方面起重要作用,同时也在ACC区大量表达。疼痛的情绪反应中NMDA受体也有参与。阿片类镇痛药作为传统的镇痛药使用广泛,但副作用也很多。ACC区分布阿片受体主要有3型:分别是μ-、δ-和κ-受体。在我们的研究中,我们选择了DAMGO,它是一种合成的阿片类肽,相对于δ-和κ-类阿片受体,其对μ-表现出高选择性。我们之前的研究已经证实注射CFA后,NMDA受体被激活,痛情绪加剧。另外在体状态下激活阿片受体可缓解大鼠的痛情绪,但其与NMDA受体之间的关系尚无直接证据,本研究就此进行深入探讨。本实验使用的动物模型为大鼠脚掌注射完全弗氏佐剂(complete Freund’s adjuvant,CFA)诱导的炎性痛模型,之后进行离体脑片膜片钳实验检测NMDA电流。探讨此实验中激活rACC内μ-阿片受体是否可以抑制NMDA电流的作用。方法:1.建立CFA诱导的疼痛动物模型2-3周雄性SD大鼠随机分为两组,左侧后脚掌皮下注射完全弗氏佐剂(CFA)0.08 ml组与左侧后脚掌皮下注射等量生理盐水(NS)组。2.测量两组大鼠的热缩足潜伏期(paw withdrawal latency,PWL)3.离体脑片全细胞膜片钳实验大鼠麻醉后,取出脑组织,利用垂直振动切片机切成300μm的组织薄片,人工孵育液中室温孵育一小时后,用于全细胞膜片钳实验的记录。(1)利用带有红外微分干涉相差显微镜的脑片膜片钳系统,在全细胞(whole-cell)模式下,选择并鉴别锥体神经元;(2)设置钳制电压为-60 mV,记录rACC区神经元的兴奋性突触后电流;(3)设置钳制电压为+40 mV,记录rACC区神经元的NMDA电流,给予NMDA受体拮抗剂AP-V进行验证;(4)设置钳制电压为+40 mV,记录rACC区神经元的NMDA电流,NMDA受体拮抗剂AP-V验证后,ACSF洗脱10 min,记录灌流液中添加不同浓度μ阿片受体激动剂DAMGO(10-1212 mol/L、10-99 mol/L、10-66 mol/L)对NMDA电流的调节作用。结果:1.大鼠后脚掌注射CFA可以产生炎性痛反应注射CFA组大鼠第三天PWL值与其基础值相比明显缩短(P<0.05,n=5),注射NS组大鼠第三天PWL值与其基础值相比,没有明显的差异(P>0.05,n=5)。说明左侧后脚掌注射CFA可引发大鼠持续性炎症疼痛。2.rACC脑区神经元形态学结果通过红外微分干涉相差显微镜和荧光显微镜可以清楚地观察到rACC脑区神经元的基本形态特征,包括胞体、轴突等。3.rACC脑区电生理结果(1)选择记录的神经元属于锥体神经元全细胞电压钳记录模式下,给予细胞去极化刺激,可记录到明显的内向钠电流,表明记录到的细胞为神经元。(2)足底注射CFA导致rACC脑区神经元兴奋性突触后电流(EPSC)频率增加与足底注射NS组相比较,足底注射CFA组rACC脑区神经元兴奋性突触后电流(EPSC)频率明显增加(P<0.05,n=5),说明足底注射CFA可引起rACC脑区的神经元兴奋性增强。(3)足底注射CFA导致rACC脑区神经元NMDA电流幅度的增加对比于足底注射NS组,足底注射CFA组,NMDA电流幅度明显增大(P<0.05,n=5),说明大鼠足底注射CFA后可以激活NMDA受体,使其通道开放增加。(4)足底注射CFA对于rACC脑区神经元AMPA电流幅度无明显变化对比于足底注射NS组,足底注射CFA组,AMPA电流幅度无明显变化(P>0.05,n=5),说明大鼠注射CFA没有激活AMPA受体,AMPA受体未参与在慢性炎性痛的过程中。(5)大鼠脑片灌流μ-阿片受体激动剂DAMGO,可以抑制CFA引起的NMDA电流的增加为进一步明确μ-阿片受体与NMDA受体在rACC区的相互作用,我们选择在灌流液中加入μ-阿片受体激动剂DAMGO。对比于注射CFA组,不同浓度的μ-阿片受体激动剂对NMDA电流的抑制效果不同。灌流10-12μmol/L的DAMGO组与CFA组电流幅度无明显差别(P>0.05,n=5),灌流10-9μmol/L的DAMGO组电流幅度明显减小(P<0.05,n=5),灌流10-6μmol/L的DAMGO组电流几乎完全抑制(P<0.05,n=5),抑制效果最强。说明阿片受体激动剂DAMGO可以抑制NMDA电流,不同浓度之间存在剂量依赖性。(6)大鼠脑片灌流μ-阿片受体激动剂DAMGO,对AMPA电流无影响同样地,我们还观察了μ-阿片受体激动剂DAMGO对于AMPA电流的影响。结果发现对比于注射CFA组,不同浓度的μ阿片受体激动剂对AMPA电流的抑制效果无明显差别(P>0.05,n=5),说明阿片受体激动剂DAMGO对AMPA电流无影响。结论:1.大鼠脚掌注射CFA rACC脑区神经元的NMDA电流明显增大,EPSC频率增加。2.激动剂DAMGO可以激活rACC内的μ-阿片受体,减小NMDA电流,从而降低神经元的兴奋性。