电刺激丘脑底核缓解帕金森氏病疼痛的神经环路研究

基本信息
批准号:81701100
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:周春艺
学科分类:
依托单位:徐州医科大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:邢燕红,郝凌云,杨秀,陈文裕,许恒
关键词:
电刺激光遗传学丘脑底核疼痛
结项摘要

Pain is the most prominent non-motor symptom observed in patients with Parkinson’s disease (PD). Patients with PD experience various types of pain. Deep brain stimulation (DBS) targeted to the subthalamic nucleus (STN), a surgical procedure widely used for treating motor disorders in PD, effectively relieves various types of PD related pain. However, the precise mechanisms underlying pain relief in PD by STN-DBS remain uncertain. Preclinical and clinical studies suggest that modulation of neuronal excitability in basal ganglia by STN-DBS is associated with pain relief in PD, but the neural circuit pathways remain mysterious. We hypothesize that selective activation of different STN outputs to Internal segment of Globus pallidus (GPi), Substantia nigra reticular (SNr), and ventral Pallidus (VP) by DBS may lead to effective treatment of pain in PD. We will apply following strategies to test our hypothesis. We will use retrograde tracing to selectively label mouse STN neurons projecting to the GPi, the SNr, and the VP, and use brain clearing technique (passive CLARITY) to characterize distribution pattern of STN glutamatergic outputs to GPi, SNr, and VP in 3D. We will use an optogenetic approach to either globally stimulate STN neurons or selectively stimulate STN glutamatergic terminals in the GPi, SNr and VP in PD mice, and determine therapeutical effects on pain symptoms in PD. Overall, the goal of this study is to demonstrate that distinct circuits emanating from STN modulated by STN-DBS contribute pain treatment in PD. Such a study has importance that extends beyond clinical therapeutics.

疼痛是帕金森氏病(PD)最常见的非运动障碍症状之一。临床研究显示丘脑底核深部脑刺激(STN-DBS)不仅能缓解PD运动障碍,还对PD患者的疼痛有一定疗效,但其疗效差异很大,且作用机制不清楚。以往研究认为STN-DBS纠正基底神经节神经元的异常放电,与其缓解PD疼痛有关,但对于STN各输出通路在DBS中的作用尚待探讨。本研究假设STN-DBS选择性调控STN的下游特定投射脑区,该神经通路可能参与STN-DBS缓解PD疼痛的治疗作用。为证明这一假说,本研究将利用逆向示踪和透明脑技术揭示投射至内侧苍白球(GPi)、黑质网状区(SNr)和腹侧苍白球(VP)的STN谷氨酸能神经元的空间分布,并采用光遗传学技术选择性地调节这些神经元对下游脑区的投射纤维,观察PD小鼠疼痛的改善,阐明各STN神经通路对PD疼痛的影响,为提高STN-DBS缓解PD疼痛的疗效提供理论依据。

项目摘要

疼痛是帕金森氏病患者除运动障碍以外的最常见的症状之一,临床研究显示丘脑底核深部脑刺激(STN-DBS)不仅能缓解PD运动障碍,还对PD患者的疼痛有一定疗效,其缓解PD疼痛可能与STN-DBS纠正基底神经节神经元的异常放电有关。因此,本研究提出STN过度兴奋是帕金森病中枢性痛觉过敏产生的重要机制之一的假说。本研究首先建立了单侧6-OHDA损伤黑质多巴胺神经元的帕金森小鼠模型,并验证了帕金森小鼠同时存在痛觉阈值下降、疼痛传导通路过度兴奋和STN神经元放电频率升高的现象。然后,用光遗传学手段抑制STN神经元可显著降低疼痛传导通路的兴奋程度,提高模型小鼠的疼痛阈值。在正常小鼠中,兴奋STN神经元可显著降低疼痛阈值,且通过向SNr和GPi-VP的投射分别调控热痛和机械痛。而在PD小鼠中,通过抑制STN-SNr和STN-GPi/STN-VP投射可分别提高PD小鼠的热痛和机械痛阈值。本研究结果揭示抑制STN神经元或者其下游的特定神经投射可以缓解PD疼痛的不同表型,为提高STN-DBS缓解PD疼痛提供理论依据。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
2

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
3

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准

DOI:10.11834/jrs.20209060
发表时间:2020
4

上转换纳米材料在光动力疗法中的研究进展

上转换纳米材料在光动力疗法中的研究进展

DOI:
发表时间:2017
5

不同交易收费类型组合的电商平台 双边定价及影响研究

不同交易收费类型组合的电商平台 双边定价及影响研究

DOI:10.13956 /j.ss.1001-8409.2018.07.26
发表时间:2018

周春艺的其他基金

相似国自然基金

1

丘脑底核高频电刺激调控帕金森病运动行为的神经环路机制

批准号:30872662
批准年份:2008
负责人:张旺明
学科分类:H0912
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
2

帕金森病大鼠丘脑底核高频电刺激的神经递质改变及PET研究

批准号:30700883
批准年份:2007
负责人:李天瑯
学科分类:H0912
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
3

高频电刺激丘脑底核治疗早期帕金森病大鼠模型的实验研究

批准号:81470059
批准年份:2014
负责人:孙鹏
学科分类:H0912
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
4

帕金森病丘脑底核电刺激的神经保护机制研究

批准号:30471776
批准年份:2004
负责人:周晓平
学科分类:H0912
资助金额:20.00
项目类别:面上项目