前扣带皮层神经元μ阿片受体介导电针刺激缓解痛情绪的研究

摘要

目的：
　　疼痛包含两种成分，即痛的感觉分辨（sensory-discriminative）与痛的情绪反应（emotional-affective dimensions）[1]。痛的感觉分辨感受痛刺激的性质、强度和位置等属性；痛的情绪体验包括焦虑、厌恶、恐惧等不良情绪。大量证据表明，电针刺激可以缓解疼痛的感觉分辨，且电针是通过激活体内的阿片受体来发挥缓解疼痛的作用[2-6]。一些临床研究和动物实验表明，电针刺激也可以缓解人和动物的痛情绪反应，但作用机制尚不清楚[7,8]。人类和动物研究发现，ACC（anterior cingulate cortex，ACC）的吻侧部（rACC）在痛情绪中有着重要的作用[9-12]。有实验证明，痛情绪引起的条件性位置回避（conditioned place avoidance，CPA）反应可通过切除大鼠双侧rACC得到缓解[13-16]。因此，我们推测伤害性刺激引起的痛情绪反应，可能会通过激活rACC神经元的阿片受体得到缓解。前期实验中，我们在大鼠rACC内给予μ-阿片受体激动剂DAMGO，结果发现其可缓解由完全弗氏佐剂（complete Freund’s adjuvant，CFA）诱导的条件性位置回避，但不影响大鼠的热缩足反射潜伏期（paw withdrawal latency， PWL）[17]。由此得出结论，大鼠rACC内μ-阿片受体的活化缓解了大鼠的痛情绪反应，且此过程不依赖于大鼠的疼痛感觉分辨而实现。基于前期实验结果，我们进一步推测，电针刺激缓解痛情绪反应也可能通过rACC内μ-阿片受体介导。实验过程中，我们先观察电针刺激是否可以缓解CFA诱导的CPA反应，然后预先在大鼠rACC内注射μ-阿片受体拮抗剂CTOP后再给予电针刺激，观察rACC内μ-阿片受体的拮抗剂是否可反转电针缓解痛情绪的作用，并试图对其机制进行探讨。
　　方法：
　　1.建立由CFA诱导的持续性疼痛模型
　　取250-270g成年雄性SD（Sprague Dawley）大鼠，左侧足底皮下注射0.08ml完全弗氏佐剂（Complete Freund’s adjuvant，CFA），建立炎症性疼痛模型。对照组为左侧足底皮下注射0.08ml生理盐水（NS）。
　　2.建立由CFA诱导的条件性位置回避（CPA）模型
　　将250-270g成年雄性SD大鼠，随机分为2组：(1)足底注射NS（0.08ml）组；(2)足底注射CFA（0.08ml）组。比较大鼠脚掌注射CFA前后大鼠在痛环境中停留的时间，并计算回避分数（CPA Score），判断大鼠是否产生CPA反应。
　　3.电针刺激
　　取成年雄性 SD大鼠250-270g，随机分为真电针组（electroacupuncture EA）和假电针组（sham EA）。在脚掌注射NS/CFA后，将针灸针插入大鼠双侧环跳穴（GB30），用胶带固定于大腿。通过导线将针灸针与电针仪相连，通电后开始电针刺激。
　　4.检测热缩足反射潜伏期（Paw Withdrawal Latency，PWL）
　　在CPA的第一天和第三天分别检测各组大鼠的PWL，观察CFA对大鼠的热痛行为反应的影响，以及给予电针刺激、rACC注射不同剂量CTOP后大鼠PWL数值的变化。
　　5.实验分组
　　根据左侧足底皮下注射、rACC区给药和双侧环跳穴刺激将大鼠分为以下8组。(1)足底注射NS，rACC注射NS，EA；(2)足底注射NS，rACC注射NS，sham EA；(3)足底注射CFA，rACC注射NS，EA；(4)足底注射CFA，rACC注射NS，sham EA；(5)足底注射NS，rACC分别注射2/10/20（nmol/μl）CTOP，EA；(6)足底注射NS， rACC分别注射2/10/20（nmol/μl）CTOP，sham EA；(7)足底注射CFA，rACC分别注射2/10/20（nmol/μl）CTOP，EA；(8)足底注射CFA，rACC分别注射2/10/20（nmol/μl）CTOP，sham EA。
　　结果：
　　1.足底注射CFA可诱导大鼠产生条件性位置回避（CPA）反应。
　　足底注射CFA与足底注射NS后相比，大鼠的热缩足反射潜伏期（PWL）明显缩短（9.1±1.0 s vs13.1±1.9 s，P<0.05，n=5），足底注射CFA可引起大鼠产生炎症性疼痛。
　　足底注射NS组，（Post352.1±113.8 s vs Pre317.2±67.8 s，P>0.05，n=5），大鼠在痛环境停留时间第三天和第一天相比没有显著性差异。足底注射CFA组，（Post151.4±58.38 s vs Pre323.5±105.5 s，P<0.05，n=6），大鼠在痛环境停留时间第三天明显小于第一天，有统计学差异。足底注射CFA组和足底注射NS组回避分数之间有显著性差别（-172.1±97.3 s vs12.6±81.2 s，P<0.05，n1=5，n2=6），足底注射CFA组回避分数比较大，对痛环境产生厌恶反应。
　　2.电针刺激可缓解CFA诱导的大鼠条件性位置回避（CPA）反应。
　　大鼠左侧足底注射CFA后，在双侧环跳穴分别给予真电针刺激（EA）或者假电针刺激（sham EA）。炎性痛大鼠模型中，假电针刺激后，大鼠在痛环境停留的时间第三天和第一天相比缩短，有显著性差异，（Post151.4±23.8 s vs Pre323.5±43.1 s， P<0.05，n=6）；真电针刺激后，大鼠在痛环境中停留时间第三天与第一天相比没有统计学差异，（Post248.9±144.1 s vs Pre234.9±54.57 s，P<0.05，n=5）。真电针组（EA）回避分数明显小于假电针组（ sham EA），两组有统计学差异（13.9±47.2 s vs-172.1±39.7 s，P<0.05，EA组n=5，sham EA组n=6）。
　　大鼠左侧足底注射NS后，在双侧环跳穴分别给予真电针刺激（EA）或者假电针刺激（sham EA）。两组大鼠在痛环境中停留时间第三天与第一天相比均没有统计学差异，假电针组（Post352.1±50.9 s vs Pre317.2±30.3 s，P>0.05，n=5）；真电针组（Post250.2±112.4 s vs Pre305.6±45.9 s，P>0.05，n=5）。两组回避分数相比没有统计学差异（-64.49±52.9 s vs12.6±36.3 s，P>0.05，NS+sham EA组n=5，NS+EA组n=9）。电针刺激正常大鼠不会引起大鼠的厌恶或者奖赏反应。
　　大鼠左侧足底注射CFA后，在双侧环跳穴分别给予真电针刺激（EA）或假电针刺激（sham EA），在第二天测量大鼠的热痛反应，PWL之间没有统计学差异（12.0±1.4 s vs9.1±0.4 s，P>0.05，n=5），电针刺激双侧环跳穴不影响刺激后第二天由CFA引起的热痛行为。
　　3.rACC内注射CTOP反转了电针刺激缓解痛情绪的作用。
　　足底注射CFA组，rACC内注射μ-阿片受体拮抗剂CTOP后进行电针刺激。足底注射CFA组，在rACC内注射NS后进行电针刺激，作为对照组。大鼠在痛环境中停留时间第三天与第一天相比：CTOP组（Post210.5±59.8 s vs Pre307.8±47.0 s，P<0.05， n=5）；NS组（Post248.9±64.5 s vs Pre234.9±24.4 s，P>0.05，n=5）。CTOP组回避分数明显大于NS组，有显著性差异（-127.5±24.1 s vs13.9±47.2 s，P<0.05，n=5）。rACC内注射CTOP反转了电针刺激缓解痛情绪的作用。
　　足底注射CFA组，rACC内注射μ-阿片受体的拮抗剂CTOP或NS，不进行电针刺激。大鼠在痛环境中停留时间第三天与第一天相比：CTOP组（Post255.1±71.8 s vs Pre403.5±46.2 s，P<0.05，n=5）；NS组（Post151.4±23.8 s vs Pre323.5±43.1 s，P<0.05， n=6）； CTOP组和NS组回避分数没有统计学差异（-148.4±50.5 s vs-172.1±39.7 s， P>0.05，n=5）。rACC内注射CTOP本身不会影响大鼠的痛情绪反应。
　　rACC内注射2/10/20（nmol/μl）的μ-阿片受体拮抗剂CTOP，反转电针刺激缓解痛情绪的作用效果不同。大鼠在痛环境中停留时间第三天与第一天相比：2 nmol/μl CTOP组与NS组之间没有统计学差异（-2.0±18.8 s vs13.9±47.2 s，P>0.05，n=7），10 nmol/μl CTOP组与NS组之间有统计学差异（-97.3±30.3 s vs13.9±47.2 s，P<0.05， n=7），20 nmol/μl CTOP组与NS组之间有统计学差异（-127.5±24.1 s vs13.9±47.2 s， P<0.05，n=7）；10nmol/μl CTOP组与2 nmol/μl CTOP组之间有统计学差异（-97.3±30.3 s vs-2.0±18.8 s，P<0.05，n=7），20nmol/μl CTOP组与2 nmol/μl CTOP组之间有统计学差异（-127.5±24.1 s vs-2.0±18.8 s，P<0.05，n=7），10nmol/μl CTOP组与20 nmol/μl CTOP组之间没有统计学差异（-97.3±30.3 s vs-127.5±24.1 s，P>0.05，n=7）。预先在rACC内注射2 nmol/μl CTOP未观察到反转电针缓解痛情绪的作用，预先在rACC内给予10nmol/μl CTOP则反转了电针缓解痛情绪的作用，预先在rACC内给予20nmol/μl CTOP反转电针缓解痛情绪的作用更强，但与10nmol/μl CTOP的作用相比没有统计学差异。
　　大鼠左侧足底注射CFA，rACC注射2/10/20（nmol/μl）CTOP的各组大鼠PWL值与rACC注射NS相比，都没有统计学差异（P>0.05）。各组PWL值为：CFA+NS组10.9±0.9 s，n=6；CFA+2nmol/μl CTOP组7.2±0.6 s，n=5；CFA+10nmol/μl CTOP组11.0±1.3 s，n=5；CFA+20nmol/μl CTOP组8.1±2.1 s， n=5。rACC内注射CTOP不改变CFA引起的热痛行为。
　　结论：
　　1.电针刺激可缓解CFA诱导的大鼠CPA反应（痛情绪）。
　　2.电针刺激缓解CFA诱导的痛情绪的作用是通过激活rACC内μ-阿片受体实现。

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中文摘要

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常用缩写词中英文对照表

前言

1 材料与方法

1.1 实验动物

1.2 主要实验仪器

1.3 主要试剂和药品

1.4 CPA装置介绍

1.5 炎症性疼痛模型建立

1.6 条件性位置回避模型的建立

1.7 前扣带皮层区埋置给药管

1.8 前扣带皮层给药

1.9 电针刺激穴位

1.10 热缩足反射潜伏期检测

1.11 统计分析

2 结 果

2.1 足底注射CFA可诱导大鼠产生条件性位置回避（CPA）反应

2.2 电针刺激环跳穴可缓解CFA诱导的大鼠条件性位置回避（CPA）反应

2.3 rACC内注射CTOP反转了电针刺激缓解痛情绪的作用

3 讨 论

4 结 论

参考文献

综述: 阿片受体与痛感受及痛情绪的关系

致谢

在学期间承担/参与的科研课题与研究成果

个人简历