慢性疼痛是影响患者生活质量的重要疾病负担,临床治疗中仍面临疗效不足与副作用并存的困境。阿片类药物因镇痛作用强而被广泛应用,但长期使用常伴随耐受和阿片诱导性痛觉过敏等问题,限制了其持续应用【1】。吗啡主要通过激活 μ- 阿片受体( μ opioid receptor , MOR )发挥作用【2, 3】,而 MOR 在神经系统内分布广泛,不同神经元群体上的 MOR 可能承担并不相同的功能【4】。 尽管近年来对 MOR 在阿片镇痛和耐受中的作用认识已取得显著进展【5, 6】, 但在脊髓水平, MOR 对疼痛调控的神经元特异性作用仍然知之甚少。

近日 , 南方科技大学王子龙研究团队在 Brain 杂志 上 发表 了 题为

Distinct contribution of spinal Neuropeptide Y
and
NPY1R neurons to morphine analgesia
的 文章 。该研究报道了脊髓MORNPY⁺神经元和NPY1R⁺神经元上介导吗啡镇痛、阿片诱导性痛觉过敏及耐受的不同作用。此外,研究还探讨了脊髓水平下NPY–NPY1R系统在生理和病理条件下对阿片镇痛的调控作用。

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研究首先发现,脊髓给予 NPY ( Neuropeptide Y ) 可以在多种疼痛模型中 协同 增强吗啡的镇痛效果,而这一作用依赖于 NPY1R 。进一步的解剖学分析显示, MOR 在脊髓背角的 NPY⁺ 神经元和 NPY1R⁺ 神经元中均有表达,为后续功能分化提供了细胞基础。

随后,研究团队结合化学遗传学、条件性敲除和电生理记录,系统比较了两类神经元的作用差异。结果表明, NPY⁺ 神经元和 NPY1R⁺ 神经元在疼痛调控中具有相反功能:前者主要参与抑制痛觉传递,而后者则在特定条件下承担不同的下游调控角色。更重要的是, MOR 在这两类细胞中的作用也表现出明显分化: 敲 除 NPY⁺ 神经元上的 MOR 会增强吗啡镇痛并减轻耐受,而 敲 除 NPY1R⁺ 神经元上的 MOR 则会削弱吗啡镇痛。该结果说明,吗啡在脊髓中的作用并不是单一方向的抑制,而是在不同神经元群体中产生了方向不同甚至相互制衡的调控效应。

在机制层面,研究发现炎症状态下 NPY⁺ 和 NPY1R⁺ 神经元的兴奋性均明显升高,而吗啡可抑制这两类神经元的高兴奋性。但由于 NPY⁺ 神经元本身属于抑制性中间神经元,吗啡对其抑制反而削弱其对下游环路的 抑制 作用,从而对镇痛产生一定抵消。进一步的突触功能结果支持了这一观点:吗啡可通过作用于 NPY⁺ 神经元上的 MOR ,减少其对 NPY1R⁺ 神经元的抑制性输入,形成一种 “ 去抑制 ” 效 应。这提示,阿片类 药物在脊髓局部并非只单纯抑制痛觉信号,也可能同时解除某些抑制性控制,从而影响整体镇痛结局。

此外,该研究还表明, NPY 信号不仅能够增强吗啡镇痛,还能在急性和慢性给药条件下缓解阿片诱导的耐受和痛觉过敏,提示靶向 NPY–NPY1R 系统可能有助于优化阿片类药物的使用效果。

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综上所述,该研究系统揭示了脊髓 背角 中 NPY + 神经元和 NPY1R + 神经元对吗啡镇痛的差异化贡献, 提出了阿片药物通过 NPY–NPY1R 微环路产生双向调控的新机制 : 吗啡作用于 脊髓 N PY⁺ 神经元上的 MOR 去抑制下游 NPY1R 痛觉环路; 而 吗啡与 NPY 协同作用于 NPY1R⁺ 神经元上的 MOR 和 NPY1R ,抑制痛觉信号传递。 该工作不仅加深了对脊髓阿片镇痛机制的理解,也为开发 “ 增强镇痛、降低副作用 ” 的联合干预策略提供了新的理论依据。

南方科技大学医学院神经系助理教授王子龙为该论文的通讯作者。南方科技大学医学院 22 级博士研究生武怡菲为该论文的第一作者。南方科技大学为论文第一单位。

https://academic.oup.com/brain/advance-article/doi/10.1093/brain/awag077/8497229

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制版人:十一

参考文献

1. Corder G, Castro DC, Bruchas MR, Scherrer G. Endogenous and Exogenous Opioids in Pain .Annu Rev Neurosci2018; 41:453-473.

2. Wang Z, Jiang C, He Q, Matsuda M, Han Q, Wang K, et al. Anti-PD-1 treatment impairs opioid antinociception in rodents and nonhuman primates .Sci Transl Med2020; 12(531).

3. Basbaum AI, Bautista DM, Scherrer G, Julius D. Cellular and molecular mechanisms of pain .Cell2009; 139(2):267-284.

4. Zhang XY, Dou YN, Yuan L, Li Q, Zhu YJ, Wang M, et al. Different neuronal populations mediate inflammatory pain analgesia by exogenous and endogenous opioids .Elife2020; 9.

5. Corder G, Tawfik VL, Wang D, Sypek EI, Low SA, Dickinson JR, et al. Loss of mu opioid receptor signaling in nociceptors, but not microglia, abrogates morphine tolerance without disrupting analgesia .Nat Med2017; 23(2):164-173.

6. Fatt MP, Zhang MD, Kupari J, Altinkok M, Yang Y, Hu Y, et al. Morphine-responsive neurons that regulate mechanical antinociception .Science2024; 385(6712):eado6593.

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