酣畅淋漓的见解： 心脏领域的最新进展
神经科学学会（SfN）会议是全球神经科学领域的盛会，备受瞩目，本期刊物评论围绕痛觉展开。简而言之，痛觉被定义为对有害刺激进行编码的神经过程--这一领域在全球慢性疼痛流行的背景下引起了极大的关注。在此，我们将重点介绍最近在感觉神经元的作用方面取得的进展，以及如何阐明痛觉通路。此外，我们还介绍了一种新型痛觉方法如何为标准化和评估痛觉行为提供了一种前景广阔的技术。
特写图片（© Dedek et al (2024) ，采用 CC BY 4.0 DEED 许可）概述了用于改进临床前疼痛测试的可重复自动多模态算法（RAMalgo）系统。该系统能够提供一致且可测量的光遗传、热和机械（触觉）刺激。
小鼠 Aβ 低阈机械感受器在机械痛觉中的局部和整体功能差异
慢性疼痛被归类为持续超过 3 个月的疼痛，影响着全球 30% 以上的人。机械性痛觉减退是指由机械性刺激引发的疼痛加剧。在机理层面上，被称为 Aβ 低阈机械感受器（LTMR）的特定类型感觉神经元负责检测机械刺激。尽管人们对这些神经元非常感兴趣，但它们在传递机械痛感中的作用仍是一个争论不休的话题。因此， Gautam et al (2024)试图阐明 Aβ-LTMRs 在这方面的作用，最终希望拓展机械性痛觉减退的治疗途径。
该研究利用各种行为测定法研究小鼠的机械敏感性和疼痛反应，其中包括极光科学公司的 300C-I 双模压头。该压头可在皮肤感受器单纤维记录期间精确传递受控机械刺激，从而准确测定机械阈值。除压头外，还进行了多种试验，包括纹理偏好试验、足底夹持试验和光遗传试验，以评估小鼠对不同感觉挑战的反应。
结果表明，在慢性疼痛模型中，Aβ-LTMRs 的整体消融降低了对轻微机械力的敏感性，但增加了基线痛觉和痛觉亢进，这表明它们具有普遍的抑制作用。相反，Aβ-LTMRs 的局部激活可诱导疼痛反应，表明其局部活性可促进痛觉亢进。总之，Aβ-LTMRs 似乎扮演着双重角色：在整体上抑制机械痛觉，在局部上促进痛觉亢进。这些发现突出表明，需要采取全面激活和局部抑制 Aβ-LTMRs 的治疗策略，以有效控制机械性痛觉减退。
炎症对小鼠后爪无毛皮肤中Nav1.8-ChR2阳性和Nav1.8-ChR2阴性传入机械感受器特性的影响
皮肤中的机械感受器在感知机械刺激方面起着至关重要的作用。组织炎症等病理条件对机械感受器造成的改变会导致机械痛觉减退和异动症。以往的研究显示，有关炎症后机械感受器敏感性的证据相互矛盾，这凸显了明确其功能变化的必要性。在这项研究中，Yamada et al (2024)利用 Nav1.8-ChR2 小鼠研究了后爪无毛皮肤中不同机械感受器的特性，重点是这些特性如何受到炎症的影响。研究的目的是考察炎症后机械感受器特性的变化，尤其是在Nav1.8-ChR2阳性高阈机械感受器（HTMRs）和Nav1.8-ChR2阴性低阈机械感受器（LTMRs）的情况下。
研究人员向Nav1.8-ChR2小鼠的后爪注射了生理盐水或全弗罗因德佐剂（CFA），并进行了行为评估以评估疼痛敏感性。然后，他们使用 Aurora Scientific 的 300C-I 双模压入器施加受控机械刺激，进行体外皮肤神经制备，以进行电生理记录。他们还利用光刺激来区分Nav1.8-ChR2阳性和阴性机械感受器。
经分析发现，CFA 诱导的炎症显著改变了 Nav1.8-ChR2 小鼠机械感受器的机械阈值。具体来说，许多 Nav1.8-ChR2 阳性的 Aβ 纤维机械感受器表现出机械阈值降低，表明敏感性增加，而 Nav1.8-ChR2 阴性的 Aβ 纤维机械感受器则表现出阈值升高。机械压痕测试显示，与对照组相比，CFA 组 Nav1.8-ChR2 阳性纤维动作电位的最低激发力较低，这表明炎症后这些纤维的机械敏感性增强。相反，Nav1.8-ChR2-阴性纤维的阈值升高则突显了炎症对不同机械感受器类型的不同影响。这些发现拓展了我们对病理情况下机械异感症和痛觉减退背后机制的理解。
对小鼠神经紧张行为进行可重复的全自动测试
临床前疼痛测试通常存在可重复性差、吞吐量低以及过分强调反射性反应等问题，这给准确评估小鼠的致痛行为带来了挑战。为了解决这些问题，Dedek 等人（2024 年）开发了一种全自动疼痛测试机器人，能够提供标准化的光遗传、热和机械刺激，同时精确测量戒断反应。该系统被称为 RAMalgo（可重现自动化多模态算法），利用机器学习进行自动瞄准和数据收集，提高了分析诱发和非诱发行为的能力。通过 RAMalgo，研究人员试图提高疼痛测试的标准化和全面性，从而促进对啮齿动物模型疼痛敏感性进行更可靠、更翔实的评估。
这项研究主要使用了Ai32(RCL-ChR2(H134R)/EYFP)小鼠，这些小鼠是用不同的Cre系选择性繁殖的，以在不同的感觉传入中表达通道荧光素-2（ChR2）。疼痛测试使用 Aurora Scientific 的 300C-I 双模压头进行精确的机械刺激，而定制的光刺激器则集成了红光、蓝光和红外光源以提供受控刺激，从而可以自动测量戒断反应，并通过高速视频和机器学习进行全面的行为分析。
研究结果表明，RAMalgo 能有效量化小鼠的神经紧张行为，显示出戒断潜伏期与光遗传刺激强度之间的反相关性。高速视频分析还揭示了传统方法无法捕捉到的爪子抽动动态差异。此外，机器学习的整合促进了对小鼠运动和行为的精确跟踪，增强了对反射动作以外的疼痛反应的评估。总之，这项研究展示了 RAMalgo 对临床前研究中疼痛评估的可重复性、吞吐量和全面性的显著改进。
结论
Gautam et al (2024)、Yamada et al (2024)和 Dedek et al (2024) 的这些研究共同描述了特定机械感受器在疼痛机制中的作用，揭示了它们在正常和病理条件下的功能。总之，这些发现对于开发针对痛觉失调的靶向疗法和改进该领域的研究方法至关重要。
