目的:疼痛作为一种对经济社会产生重大影响的健康问题,越来越受到人们的关注,尤其是由疼痛所引发的各种不良的情绪反应,更是困扰着人们的身心健康。因此对痛情绪机制的研究显得很有必要且有意义,也受到研究者的广泛重视。大量的临床及动物实验表明,前扣带皮层ACC,尤其是吻侧部r ACC在痛情绪编码及调控中发挥着重要的作用。阿片类受体参与了疼痛的调节。而r ACC上又分布有大量阿片受体。因此猜测激活r ACC上阿片受体可发挥缓解痛情绪的作用。前期我们已有部分行为学和分子生物学方面的研究成果。多通道在体记录技术是一种细胞外记录方法,可监测清醒、自由活动动物局部脑区群体神经元的同步放电活动。可将外部事件与大脑活动联系起来,为神经生物学研究提供更为直接及准确的依据。本研究利用多通道在体记录技术结合条件位置回避模型观察r ACC神经元μ受体激活后神经元放电特性的变化,并结合行为学结果说明激活r ACC神经元μ受体可缓解痛情绪。方法:完全弗氏佐剂(CFA)诱导的慢性炎性疼痛模型与条件位置偏爱(CPA)装置相结合,用以评价痛情绪。将自制的带有双侧给药管的多通道电极阵列埋置于大鼠双侧前扣带皮层,用微量进样泵对前扣带皮层给予药物处理,用Neuro Motive和ANY软件记录分析大鼠在CPA装置中所待时间;cerebus多通道记录软件记录大鼠前扣带皮层神经元的放电信号,Offline Sorter和Neuro Explorer软件对神经信号数据进行整理分析。实验分组如下:根据左脚掌皮下注射和r ACC脑区给药将大鼠分为10组(每组5-7只):(1)足底注射NS,r ACC注射NS;(2)足底注射CFA,r ACC注射NS;(3)足底注射NS,r ACC注射1μg/μl DAMGO;(4)足底注射NS,r ACC注射0.2μg/μl DAMGO;(5)足底注射NS,r ACC注射0.04μg/μl DAMGO;(6)足底注射NS,r ACC注射0.01μg/μl DAMGO;(7)足底注射CFA,r ACC注射1μg/μl DAMGO;(8)足底注射CFA,r ACC注射0.2μg/μl DAMGO;(9)足底注射CFA,r ACC注射0.04μg/μl DAMGO;(10)足底注射CFA,r ACC注射0.01μg/μl DAMGO每一组都要进行三天实验:第一天:Pre-conditioning Day,实验前先将大鼠放于行为室适应30min,然后放于中间不插挡板的条件位置回避装置自由活动10min,记录大鼠在两室分别停留的时间;第二天:Conditioning Day,实验前先将大鼠放于行为室适应30min,条件位置回避装置中间插上挡板,分为两室,将大鼠随机放于其中一个室作为非条件训练室,也叫“非痛环境”,表示为Pain(-),自由活动30min。取出后根据不同分组进行足底及r ACC给药处理。于足底注射2h后进行条件匹配,即将大鼠放于另一室作为条件训练室,也叫“痛环境”,表示为Pain(+),自由活动30min取出;第三天:Post-conditioning Day,先将大鼠放于行为室适应30min,取掉条件位置回避装置中间的挡板,将大鼠放置其中自由活动10min,记录大鼠在两室中分别停留的时间。然后再在中间插入挡板,用cerebus神经信号记录软件,分别记录大鼠在两室的神经元放电活动,各记录10min。回避分数(CPA score):大鼠匹配后在“痛环境”侧所待时间与匹配前对应侧所待时间之差。结果:1.HE染色结果显示:药物能被准确注射到目标脑区,即前扣带皮层;根据电极丝与给药管间的距离,可知电极丝也位于前扣带皮层区域。2.用带金属给药管的多通道电极,记录到的神经元放电背景噪音较大(信噪比SNR<3);用带玻璃裸管的电极可清晰记录到目标神经元的放电活动(信噪比SNR>3),但该玻璃管质硬易碎,不易插入堵丝,也不易在慢性实验中脑部长时间保存;用带玻璃涂层管的电极也可清晰记录到神经元的放电活动(SNR>3),且易于插入堵丝,便于在动物脑中长时间保留。3.足底注射CFA可诱导大鼠产生条件位置回避(CPA)反应足底注射NS组,条件匹配后在“痛环境”侧及匹配前对应侧所待时间,(Post307.6±29 s VS Pre 306.2±40.27 s,P>0.05,n=6),差异无统计学意义;足底注射CFA组,条件匹配后在“痛环境”侧及匹配前对应侧所待时间,(Post 210.3±95.36 s VS Pre323.7±44.82 s,P<0.05,n=6),差异有统计学意义;足底注射CFA与NS组回避分数相比,(-113.4±71.13 s VS Pre 1.4±23.02 s,P<0.05,CFA组n=10,NS组n=6),差异有统计学意义。足底注射CFA组,条件匹配后在“痛环境”和“非痛环境”r ACC神经元的放电频率,(Pain(+)2.115(0.4766,4.163)imp/s VS Pain(-)0.1733(0.0858,2.289)imp/s,P<0.05,n=49),差异有统计学意义;足底注射CFA组与NS组匹配后“痛环境”侧r ACC神经元的放电频率,(2.115(0.4766,4.163)imp/s VS 0.4533(0.13,1.415)imp/s,P<0.05,NS组n=237,CFA组n=49),差异有统计学意义。4.r ACC注射DAMGO可逆转CFA诱导的CPA反应NS+DAMGO组,条件匹配后“痛环境”侧及匹配前对应侧,(Post 364.6±104.4s VS Pre 361.3±86.04 s,P>0.05,n=9),差异无统计学意义;CFA+DAMGO组,条件匹配后“痛环境”侧及匹配前对应侧,(Post 282±117.6 s VS Pre 315.1±66.58 s,P>0.05,n=9),差异无统计学意义;CFA+DAMGO组与NS+DAMGO组回避分数相比,(-33.13±7137.5 s VS 3.322±37.62 s,P>0.05,CFA+DAMGO组n=9,NS+DAMGO组n=9),差异无统计学意义。CFA+DAMGO组,条件匹配后在“痛环境”和“非痛环境”r ACC神经元的放电频率,(Pain(+)0.7058(0.2097,0.9675)imp/s VS Pain(-)0.545(0.295,0.8218)imp/s,P>0.05,n=24),差异无统计学意义:CFA+DAMGO组与CFA+NS组匹配后“痛环境”侧r ACC神经元的放电频率,(0.7058(0.2097,0.9675)imp/s VS2.115(0.4766,4.163)imp/s,P<0.05,CFA+DAMGO组n=24,CFA+NS组n=49),差异有统计学意义。5.DAMGO对CPA的缓解作用具有剂量依赖性足底注射CFA的大鼠,r ACC分别注射NS、不同浓度(0.01、004、0.2、1μg/μl)μ阿片受体激动剂DAMGO,大鼠条件匹配前后CPA反应不同。CFA+NS组(Post210.3±95.36 s VS Pre 323.7±44.82 s,P<0.05,n=10),差异有统计学意义;CFA+0.01μg/μl DAMGO组(Post 221.9±29.37 s VS Pre 314.4±38.58 s,P<0.05,n=5),差异有统计学意义;CFA+0.04μg/μl DAMGO组、CFA+0.2μg/μl DAMGO组、CFA+1μg/μl DAMGO组(Post 207.9±213.3 s VS Pre 362.4±71.67 s,P>0.05,n=6),(Post 272.4±172.9 s VS Pre 353.8±130.3 s,P>0.05,n=6),(Post 282.4±117.6 s VS Pre 315.1±66.85 s,P>0.05,n=9),差异无统计学意义。各组回避分数比较:CFA+NS组(-113.4±71.13,n=10),CFA+1μg/μl DAMGO组(11.23±71.34,n=8),CFA+0.2μg/μl DAMGO组(-3.62±55.69,n=5),CFA+0.04μg/μl DAMGO组(-79.8±35.02,n=5),CFA+0.01μg/μl DAMGO组(-102.5±11.86,n=5),P<0.05,差异有统计学意义,多重比较结果显示:CFA+1μg/μl DAMGO组VS CFA+NS组,P<0.05,差异有统计学意义。CFA+0.2μg/μl DAMGO组VS CFA+NS组,P<0.05,差异有统计学意义。CFA+0.01μg/μl DAMGO组VS CFA+1μg/μl DAMGO组,P<0.05,差异有统计学意义。神经元放电频率:CFA+NS组(Pain(+)2.115(0.4766,4.163)imp/s VS Pain(-)0.1733(0.0858,2.289)imp/s,P<0.05,n=49),差异有统计学意义;CFA+0.01μg/μl DAMGO组(Pain(+)1.708(0.83,2.718)imp/s VS Pain(-)0.4942(0.2462,1.407)imp/s,P<0.05,n=14),差异有统计学意义;CFA+0.04μg/μl DAMGO组、CFA+0.2μg/μl DAMGO组、CFA+1μg/μl DAMGO组(Pain(+)0.4492(0.2363,2.595)imp/s VS Pain(-)0.5342(0.1971,2.555)imp/s,P>0.05,n=18),(Pain(+)0.2933(0.1204,1.15)imp/s VS Pain(-)0.2517(0.1409,0.7075)imp/s,P>0.05,n=32),(Pain(+)0.7058(0.2097,0.9675)imp/s VS Pain(-)0.545(0.295,0.8218)imp/s,P>0.05,n=24),差异无统计学意义。各组匹配后“痛环境”神经元放电频率比较,CFA+NS组(2.115(0.4766,4.163),n=49),CFA+1μg/μl DAMGO组(0.7058(0.2097,0.9675),n=24),CFA+0.2μg/μl DAMGO组(0.2933(0.1204,1.15),n=32),CFA+0.04μg/μl DAMGO组(0.4518(0.2692,2.993),n=20),CFA+0.01μg/μl DAMGO组(1.595(0.971,2.211),n=14),P<0.05,差异有统计学意义,多重比较结果显示:CFA+1μg/μl DAMGO组VS CFA+NS组,P<0.05,差异有统计学意义。CFA+0.2μg/μl DAMGO组VS CFA+NS组,P<0.05,差异有统计学意义。结论:大鼠的行为学和和电生理学结果具有同步性,表明:DAMGO激活r ACCμ受体后r ACC神经元的放电特性发生变化,即DAMGO可以逆转由CFA诱导r ACC神经元放电频率的增高而发挥缓解痛情绪反应的作用,而且这种作用具有剂量依赖性。