中国科学技术大学张智等团队发现一种在持续疼痛下抑制进食的神经回路

对人类来说，持续的疼痛通常会导致食欲下降。然而，这种行为背后的神经回路还不清楚。

2022年11月28日，中国科学技术大学张智、朱霞、刘际及安徽医科大学余骏马共同通讯在Nature Metabolism（IF=20）在线发表题为“A neural circuit for the suppression of feeding under persistent pain”的研究论文，该研究揭示了一种在持续疼痛下抑制进食的神经回路。

该研究展示了一个由前扣带皮层(GluACC)的谷氨酸能神经元产生的回路投射到下丘脑外侧区(GluLHA)的谷氨酸能神经元，以抑制持续性疼痛小鼠模型的食物摄入。反过来，这些GluLHA神经元投射到下丘脑弓状核(POMCArc)中的POMC神经元，这是一个众所周知的与减少食物摄入有关的神经元群体。体内钙显像和多四极管电生理记录显示，在持续疼痛的小鼠模型中，GluACC→GluLHA→Arc回路被激活，并伴随着雄性和雌性的进食行为减少。利用化学遗传学抑制这一回路可以缓解摄食抑制症状。作者的研究表明，GluACC→GluLHA→Arc回路通过POMC神经元活动参与驱动持续性疼痛下的进食抑制。这一先前未被发现的途径可以作为疼痛相关疾病的潜在靶点进行探索。

另外，2022年7月7日，中国科学技术大学张智，安徽医科大学陶文娟及国家卫生研究院 (NIH)Liu Yuanyuan共同通讯在Science 在线发表题为“Sound induces analgesia through corticothalamic circuits”的研究论文，该研究发现声音的镇痛作用取决于小鼠中相对于环境噪声的低（5 分贝）信噪比 (SNR)。病毒追踪、显微内窥镜钙成像和自由移动小鼠的多极记录表明，低信噪比声音抑制了从听觉皮层 (ACxGlu) 到丘脑后核 (PO) 和腹后核 (VP) 的谷氨酸能输入。 ACxGlu→PO 和 ACxGlu→VP 回路的光遗传学或化学遗传学抑制分别模拟了发炎的后爪和前爪中的低 SNR 声音诱导的镇痛作用。这两个回路的人工激活消除了声音诱导的镇痛作用。总之，该研究通过破译听觉系统在疼痛处理中的作用，揭示了声音促进镇痛背后的皮质丘脑回路（点击阅读）。

慢性疼痛是世界上最严重的健康问题之一，影响着多达20%的人口。与慢性疼痛相关的食欲下降被认为是疼痛和进食之间共有的竞争和排他行为的结果。然而，在疼痛状态下，与进食相关的大脑区域是如何整合痛感信息来调节食物摄入的，以及是哪些区域整合了痛感信息，这仍是一个未知数。

GluACC→GluLHA→POMCArc回路的识别（图源自Nature Metabolism ）

众所周知，许多大脑区域，如丘脑后核群、丘脑束旁核、初级躯体感觉皮层和前扣带皮层(ACC)，都参与了疼痛处理的中枢机制。在这些大脑区域中，ACC接收来自丘脑的大量感觉输入，并已被证明在处理和整合痛感信息中发挥作用。此外，ACC投射到基底外侧杏仁核前部的核和伏隔核，分别调节疼痛引起的恐惧和厌恶，这表明ACC是介导疼痛相关共病的关键枢纽。

先前的研究表明，ACC的电刺激在下丘脑外侧区域（LHA）产生单突触活动模式，该区域被称为“进食中心”。这表明ACC和LHA之间存在一条途径，该途径可能参与疼痛引起的食物摄入量减少。然而，目前对疼痛和进食之间的神经解剖学和分子基质的机制理解上仍有差距。

在该研究中，作者发现了一个之前未知的回路，其中GluACC神经元投射到GluLHA神经元，然后GluLHA神经元直接投射到小鼠的POMCArc神经元。GluACC→GluLHA→POMCArc回路是抑制伴随持续性疼痛的食物摄入所必需的。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s42255-022-00688-5

转自：“iNature”微信公众号

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