兴奋性室旁丘脑-后岛叶皮层回路在糖尿病神经病变中介导疼痛与焦虑的共病现象

摘要

疼痛性糖尿病神经病变（PDN）常伴有焦虑症状，但与痛觉过敏相关的神经回路机制及其对情绪功能障碍的影响仍不明确。在本研究中，我们结合了全脑c-Fos蛋白定位、病毒追踪、体内纤维光度测量、全细胞记录以及特定投射的光遗传学技术，在链脲佐菌素诱导的PDN小鼠模型中，确定了疼痛与焦虑共病的相关丘脑-皮质回路。在后岛叶皮质（pIC）中，患有共病焦虑的PDN小鼠中CaMKIIα⁺兴奋性神经元表现出更高的神经元兴奋性和更强的兴奋性突触输入。对pIC中的CaMKIIα神经元进行双向光遗传学调控能够分别抑制焦虑样行为和机械性过敏反应，且不会影响运动功能或血糖水平。回路分析发现，从室旁丘脑（PVT）到pIC存在单突触兴奋性投射；PDN小鼠的PVT中的CaMKIIα神经元活动异常活跃，通过调控PVT到pIC的CaMKIIα通路可以双向控制相关行为表现。Cacna1c基因在PDN小鼠的PVT中表达上调，其在pIC投射的PVT CaMKIIα神经元中的敲低作用能够减轻疼痛和焦虑样行为。综上所述，这些结果揭示了一条连接PDN痛觉和情绪维度的丘脑-皮质兴奋性通路，并表明选择性靶向PVT到pIC的CaMKIIα通路可能有助于协同缓解疼痛和焦虑相关症状。

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