Glutamatergic synapses from the insular cortex to the basolateral amygdala encode observational pain.

通讯作者

Tao Chen

Results

  • Demo鼠做手术使其左后肢产生疼痛,放在笼子一端,另一端放同胞鼠,陌生鼠组作为观察鼠,另外还有control鼠
    • 随着长达4周的观察,发现,同胞鼠疼痛阈值下降最快,陌生鼠其次
    • 查看了同胞鼠和陌生鼠各脑区的cFos表达情况,发现同胞鼠右侧 IC 和 BLA 表达最高
  • 通过病毒示踪和免疫组化发现,IC-BLA是谷氨酸能的投射
  • 在BLA注入逆向示踪的病毒,在IC中标记的细胞做whole cell recording,发现同胞鼠组中突触前的谷氨酸能释放增强,说明投射到BLA的IC的神经元活动增强。
  • 在IC注射ChR2的病毒,在BLA去记录锥体神经元和中间神经元的活动
    • 通过paired-pulse ratio (PPR)发现IC对BLA的谷氨酸能投射增强
  • 分别凋亡BLA锥体神经元和中间神经元
    • 在WT鼠IC注射AAV2/1-hSyn-Cre-EGFP,在BLA注射AAV2/9-CaMKIIa-DIO-taCaspase3-mCherry,可以使BLA的锥体神经元特异性的凋亡,发现同胞鼠疼痛阈值下降快的特点消失了,即共情消失了
    • 在GAD2-Cre小鼠,在IC注射AAV2/1-hSyn-FLEX-Flpo,BLA注射AAV2/9-Ef1a-fDIO-taCasp3-TEVp-WPRE,特异性凋亡中间神经元,发现同胞鼠疼痛阈值下降更快了
      • 说明IC谷氨酸能神经元投射到BLA中,形成了前馈抑制
  • 操作IC-BLA环路的投射改变了观察疼痛
    • 在陌生鼠组中,特异性标记IC投射至BLA的神经元,使其带上hM3Dq,注射CNO激活IC的输入后发现,陌生鼠组的疼痛阈值下降增快了
    • 在同胞鼠汇总,特异性标记IC投射至BLA的神经元,使其带上hM4Di,注射CNO抑制IC的输入后发现,陌生鼠组的疼痛阈值下降变慢了了
  • 通过对观察鼠中,同胞鼠和陌生鼠的RNA-Seq分析,发现Syt2和RIM3在同胞鼠中上调,对于观察疼痛很关键

参考文献

Zhang, Ming-Ming, et al. “Glutamatergic synapses from the insular cortex to the basolateral amygdala encode observational pain.” Neuron (2022).

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