Spinal Cord Nociceptive Circuits that Deliver Outputs to the Brain to Initiate Pain
脊髓伤害感受回路将输出传递到大脑以引发疼痛
基本信息
- 批准号:10053529
- 负责人:
- 金额:$ 326.48万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-09-15 至 2023-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AcuteAddressAffectiveAfferent NeuronsAnalgesicsAnatomyAnimalsAnterolateralBehaviorBehavioralBrainBrain StemBrain regionChemicalsCutaneousDiseaseFoundationsG-Protein-Coupled ReceptorsGeneticGoalsImageInterneuronsLanguageLateralLogicMechanicsModelingMorphologyMusNeuronsNociceptionNociceptorsOpioidOutputPainPathway interactionsPhysiologicalPilot ProjectsPopulationPropertyPruritusReactionSensorySignal TransductionSpinal CordSpinal cord posterior hornStimulusSynapsesTACR1 geneTemperatureTestingThalamic structureTouch sensationWorkawakebehavioral responsechronic paindorsal hornglucocorticoid-induced orphan receptorin vivoinflammatory neuropathic painmidbrain central gray substancemouse geneticsnovelnovel therapeutic interventionnovel therapeuticspain behaviorpain perceptionparabrachial nucleuspredictive modelingpreventresponsesensory inputsuperior colliculus Corpora quadrigeminatool
项目摘要
Abstract
Our goal is to generate a predictive model of the spinal cord nociceptive circuits that underlie the initiation of
pain perception and behavior. Nociceptive signals are conveyed from the periphery to the spinal cord dorsal
horn via highly specialized primary sensory neuron subtypes. These sensory neurons, as well as descending
modulatory neurons, form synapses upon an array of morphologically and physiologically distinct classes of
dorsal horn interneuron and projection neurons. The ascending output signals from the superficial dorsal horn
to the brain are conveyed by neurons of the anterolateral tract (ALT), which project to the thalamus,
periaqueductal gray, superior colliculus, lateral parabrachial nucleus, and ventral brainstem. The goal of this
project is to define how critical sensory transformations and computations are achieved by these dorsal horn
nociceptive circuits and how ALT circuit outputs are conveyed with spatial and contextual precision to recipient
brain regions to drive pain and changes in behavior, as well as gain an understanding of the mechanisms
responsible for the transition of acute to chronic pain. The premise behind this work is that predictive models of
spinal cord nociceptive circuits that underlie the initiation of pain perception and behavior require: 1) defining
circuit output neurons and their specific tuning properties; 2) understanding the logic of primary sensory neuron
input onto these ALT output neurons; 3) determining the contributions of ALT output neuron classes to
reactions to noxious and innocuous stimuli and determining how this changes in disease conditions, and; 4)
defining the brain targets of dorsal horn nociceptive circuit output populations. This project will use novel ALT
pathway genetic tools in mice to identify, record from, silence and activate specific ALT subpopulations, and
physiological, anatomical, and novel, quantitative behavioral approaches to define the pivotal output channels
of distinct dorsal horn nociceptive circuits that underlie the perception of pain and its associated affective and
behavioral responses. Findings of the proposed work will establish the core logic of dorsal horn nociceptive
circuitry to lay a foundation for defining novel therapeutic opportunities for disrupting this circuitry to treat and
prevent chronic pain.
抽象的
我们的目标是生成脊髓伤害感受回路的预测模型,该回路是启动
疼痛感知和行为。伤害性信号从外周传递到脊髓背侧
角通过高度专业化的初级感觉神经元亚型。这些感觉神经元以及下行
调节神经元在一系列形态和生理上不同的类别上形成突触
背角中间神经元和投射神经元。来自浅表背角的上升输出信号
到大脑的信息是由投射到丘脑的前外侧束(ALT)的神经元传递的,
导水管周围灰质、上丘、外侧臂旁核和腹侧脑干。此举的目标
该项目的目的是定义这些背角如何实现关键的感觉转换和计算
伤害感受电路以及 ALT 电路输出如何以空间和上下文精度传达给接收者
驱动疼痛和行为变化的大脑区域,以及了解其机制
负责急性疼痛向慢性疼痛的转变。这项工作背后的前提是预测模型
引发疼痛感知和行为的脊髓伤害感受回路需要:1)定义
电路输出神经元及其特定的调谐特性; 2)理解初级感觉神经元的逻辑
输入到这些 ALT 输出神经元; 3) 确定 ALT 输出神经元类别对
对有害和无害刺激的反应,并确定这种反应在疾病状况中如何变化; 4)
定义背角伤害性电路输出群体的大脑目标。该项目将使用新颖的 ALT
小鼠体内用于识别、记录、沉默和激活特定 ALT 亚群的途径遗传工具,以及
生理学、解剖学和新颖的定量行为方法来定义关键输出通道
不同的背角伤害性回路构成疼痛感知及其相关的情感和
行为反应。拟议工作的结果将建立背角伤害性的核心逻辑
电路为定义新的治疗机会奠定基础,以破坏该电路来治疗和治疗
预防慢性疼痛。
项目成果
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