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目的：前扣带回皮层(ACC)与疼痛密切相关,既参与痛觉的形成,也可以调控疼痛行为,是疼痛感知与调制的一个关键脑区。然而,ACC中不同亚区的谷氨酸能神经元在疼痛的感知和调制中的作用迄今尚未阐明。由于传统的电刺激或化学刺激能同时激活兴奋性神经元和抑制性神经元,不能特异性解析谷氨酸能神经元的作用,所以本实验旨在用光遗传学的方法特异性激活ACC前端(rACC)和后端(cACC)的谷氨酸能神经元,研究其在痛觉感知和痛觉调制中的作用。方法与结果：[1]将AAV-EF1a-DIO-hChR2(E132A)-eYFP病毒分别注入Camklla-Cre转基因小鼠的rACC和cACC中。这两个脑区的谷氨酸能神经元特异性表达光敏蛋白ChR2后,能被蓝光特异性激活,而且放电频率具有光照强度依赖性。[2]外周伤害性机械刺激可以激活大部分双侧rACC谷氨酸能神经元。[3]外周伤害性机械刺激可激活大部分同侧cACC谷氨酸能神经元,抑制大部分对侧cACC谷氨酸能神经元。[4]光照特异性激活rACC谷氨酸能神经元对小鼠的机械刺激和热刺激的伤害感受阈值以及福尔马林诱发的疼痛反应没有影响。[5]光照特异性激活cACC谷氨酸能神经元可以降低小鼠双侧机械痛觉敏感性和对侧福尔马林诱发的疼痛反应。[6]在Vgat-ChR2-eYFP小鼠中,光照选择性激活cACC的GABA能神经元,能增强小鼠双侧机械痛觉敏感性。结论：rAC C和cACC的谷氨酸能神经元均能感知痛觉信息的传入,可能都参与了痛觉的形成。选择性激活rACC的谷氨酸能神经元不能调控疼痛行为,但是选择性激活cACC的谷氨酸能神经元可抑制机械痛和炎症性疼痛,可能是疼痛治疗的潜在靶点。