电针干预慢性痛大鼠社会行为异常及其rACC-NAc环路机制

Chronic pain seriously affects human social behavior. Epidemiology shows that the rate of social behavior deficits in patients with chronic pain is up to 49%. However, how chronic pain induces social behavior deficits remains unclear, and there is no effective intervention. Acupuncture is effective in treating chronic pain and social behavior deficits. Preliminary research shows social exploration behavior in rats with chronic pain is significantly reduced. Chronic pain can activate the rostral anterior cingulate cortex (rACC). Nucleus accumbens (NAc) is involved in the regulation of social behavior. And activation of the rACC-NAc pathway can inhibit the social interaction of normal mice. It remains to be elucidated, however, whether electroacupuncture can interfere with social behavior deficits induced by chronic pain and the rACC-NAc pathway. With the help of the chronic pain model rats induced by complete Freund’s adjuvant (CFA), this project is first to observe the effects of electroacupuncture on CFA-induced social behavior deficits. Furthermore, to clarify the neural circuits mechanism of electroacupuncture intervention, we will investigate the role of the rACC-NAc pathway in social behavior deficits induced by chronic pain, combining behavioral, optogenetics, and microelectrode recording. This study hopes to reveal the new function and mechanism of acupuncture analgesia and support for clinical application of acupuncture.

慢性痛严重影响人类的社会行为，流行病学显示慢性痛患者的社会行为异常率达到49%。但疼痛损伤影响社会行为的机制目前仍不清楚，更缺少有效的干预方法。针灸能有效干预慢性痛和社会行为异常。初步研究表明，慢性痛大鼠的社交探索行为明显减少；慢性痛能激活前扣带皮层吻侧（rACC）脑区；伏隔核（NAc）参与调控社会行为，生理状态下激活rACC-NAc环路可以抑制正常小鼠的社会行为。但电针能否干预慢性痛诱发的社会行为异常，rACC-NAc环路是否是干预的关键机制，仍不清楚。本项目以完全弗氏佐剂（CFA）诱导的慢性痛模型大鼠为研究对象，观察电针对慢性痛大鼠社会行为异常的干预效应；并在此基础上，应用行为学、光遗传学技术和在体多通道电生理记录技术，探索rACC-NAc环路对慢性痛大鼠社会行为异常的影响以及电针的干预机制，从神经环路层面深入研究针刺镇痛的新作用和新机制，以期为针灸临床镇痛提供新思路和理论支持。

慢性痛诱发多种共病，比如焦虑、社交障碍等，课题组对慢性痛诱发的社交障碍和焦虑以及电针的干预作用进行了研究。现报告如下：.1. 明确了100Hz是干预慢性痛诱发社会行为异常的优势电针频率。通过病毒示踪技术，观察到rACC的下游投射脑区包括伏隔核，丘脑，听觉皮层，岛叶皮层，基底外侧杏仁核，屏状核，中脑导水管周围灰质，中缝背核等。明确了激活rACC-NAc脑区可以诱发社会行为异常；明确了电针对痛诱发社交障碍的调控作用是通过rACC-NAc环路。.2.采用化学遗传技术，观察到激活正常大鼠的ACC-丘脑谷氨酸能神经环路可以诱发大鼠的焦虑样行为，抑制CFA诱发痛焦虑大鼠的ACC-丘脑谷氨酸能神经环路可以明显改善大鼠的焦虑样行为。100Hz电针可以改善焦虑样行为，可能与其特异性抑制ACC-丘脑环路有关。该研究成果对解析慢性痛共病的神经环路机制具有重要意义，为电针的精准调控研究提供了重要的数据支撑，为进一步开发精准电针治疗仪提供了重要的依据。.3.通过多通道在体电生理记录技术，在大鼠慢性痛发生过程中，发现电针不仅可以改善痛焦虑行为的发生，而且可以特异性地调控rACC神经元集群的慢性痛相关神经振荡活动。慢性痛的厌恶性情绪增加可能与rACC脑区theta节律神经振荡活动增强有关；电针可能是通过抑制theta节律、兴奋alpha、beta节律神经振荡活动从而达到抑制痛厌恶情绪的作用。该研究成果对解析慢性痛厌恶情绪的发生规律具有重要意义，为电针镇痛研究提供了详实的在体数据参数，为研制新一代电针治疗仪提供了重要的依据。.4. 焦虑可以被慢性痛诱发，也可以被其他疾病诱发，目前临床上，慢性脑低灌注（CCH）与高血压共病也是临床患者焦虑的常见诱因。电针可通过下调海马经典轴（ACE/Ang II/AT1R）和上调海马保护轴（ACE2/Ang-(1-7)/MasR）减轻CCH诱导的自发高血压大鼠焦虑样行为。这些结果表明，电针治疗CCH合并高血压可能是通过两个海马RAS轴介导的。