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共情性疼痛被认为是动物模型中最常见的共情形式之一。然而，目前对不同环境压力下调控共情性疼痛的精确神经机制仍知之甚少。

基于此，2025年10月8日，上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心江帆教授&浙江省瓯江实验室刘明刚教授&上海交通大学医学院徐天乐教授等研究团队在Science Advances杂志发表了“Dysfunction of the paraventricular thalamus–prelimbic cortex circuit underlies maternal separation–induced deficits in contagious pain”揭示了丘脑室旁核-前边缘皮层环路功能障碍介导了母婴分离引起的共情疼痛缺陷。

本研究发现，生命早期的母婴分离会显著损害熟悉个体之间的疼痛共情能力。作者明确了丘脑室旁核（PVT）向前边缘皮层（PrL）的谷氨酸能投射在旁观者产生间接性疼痛高敏反应中的关键作用。母婴分离会抑制在观察者与疼痛个体进行社交互动时PVT→PrL通路的激活。通过化学遗传学干预或模拟社交触觉的触觉刺激来增强PVT→PrL环路的兴奋性或活动可显著改善母婴分离引起的共情性疼痛缺陷。综上所述，作者的研究揭示了母婴分离导致共情性疼痛缺失的神经环路基础，并为缓解早期生命逆境相关的共情障碍提供了潜在的治疗方向。

图一 生命早期的母婴分离会损害成年期的共情性疼痛反应

为研究母婴分离对成年后共情行为的影响，作者建立了共情性疼痛的动物模型。

观察鼠与示范鼠共同饲养两周以建立熟悉关系。随后，观察鼠与接受足底注射蜂毒而产生持续性炎症疼痛的熟悉示范鼠自由互动30分钟。对照组示范鼠则注射等量生理盐水。与蜂毒致痛的示范鼠互动30分钟后，观察鼠表现出显著的机械性疼痛高敏，持续至少4小时，表现为机械痛阈明显且持续降低。若互动时间缩短至15分钟，或与对照组示范鼠互动30分钟，则未观察到明显的疼痛传递。

作者采用改良母婴分离模型（P7–P13每天与母鼠分离6小时），发现成年小鼠共情性疼痛传递显著受损，而基础痛觉正常。与对照组相比，母婴分离小鼠在与疼痛示范鼠互动后，痛阈下降比例及响应个体比例均显著降低且延长互动时间至1小时仍无法恢复该能力。该缺陷具有敏感期：P2–P7分离即可导致成年共情障碍，P15–P21分离影响轻微。雌性小鼠表现一致且缺陷不伴随焦虑、社交或运动功能改变。

正常小鼠偏好嗅探处于疼痛状态的同类，而母婴分离小鼠无法区分中性与痛苦状态的陌生鼠，情感辨别能力受损，雌性同样受影响。

综上，早期母婴分离特异性损害成年个体的情感辨别能力，进而导致共情性疼痛缺陷，提示早期逆境通过影响情绪识别通路，干扰社会共情的发展。

图二 PVT谷氨酸能神经元参与共情性疼痛的调控

为了评估母婴分离导致共情性疼痛缺陷所涉及的特定脑区，作者检测了观察鼠在面对疼痛示范鼠时，多个脑区神经元活化标志物c-fos的表达情况。

为解析共情性疼痛的神经机制，使用FosCreERT2×Ai9-tdTomato小鼠结合他莫昔芬标记，发现观察鼠接触疼痛示范鼠时多个脑区c-fos激活，包括mPFC、ACC、岛叶、NAc、MPOA、PVN及PVT。母婴分离选择性抑制PVN和PVT激活。

PVT是调控动机与唤醒的关键枢纽。光纤记录显示，正常小鼠与疼痛示范鼠互动时，PVT后部谷氨酸能神经元钙信号显著升高。化学遗传学抑制PVT后部（而非前部）谷氨酸能神经元可阻断疼痛的社会传递和情感辨别，但不影响基础痛觉或情绪行为，雌性小鼠表现一致。光遗传抑制实验进一步验证了该结果。

尽管c-fos提示PVN可能参与且催产素（OXT）与共情相关，但特异性抑制PVN OXT神经元对共情性疼痛无影响。

总之，PVT后部谷氨酸能神经元是共情性疼痛传递的关键节点，其功能受损可能是早期逆境导致共情缺陷的核心机制。

图三 化学遗传学或光遗传学激活PVT可挽救母婴分离引起的共情性疼痛缺陷

鉴于PVT神经元活动在共情性疼痛中的关键作用以及母婴分离会抑制观察鼠与示范鼠互动时丘脑室旁核神经元的激活，作者研究了选择性激活PVT谷氨酸能神经元是否能够挽救母婴分离小鼠中受损的疼痛社会传递。

为此，在出生后第49天，向母婴分离小鼠的PVT注射了hM3Dq病毒。行为学评估显示，给予CNO药物而非生理盐水，能够挽救母婴分离观察鼠的共情性疼痛。表现为机械痛阈显著降低以及出现间接性疼痛高敏的小鼠比例明显增加。

此外，化学遗传学激活PVT谷氨酸能神经元也成功逆转了母婴分离引起的情感状态辨别缺陷。然而，同样的操作无法进一步增强正常饲养对照小鼠的疼痛社会传递，这表明PVT谷氨酸能神经元的活动并不足以增强共情性疼痛的表达。

为了进一步证实PVT谷氨酸能神经元在母婴分离导致的共情缺陷中的核心作用，采用光遗传学方法在母婴分离小鼠中提高PVT神经元的活动。首先，作者在丘脑室旁核注射ChR2病毒并植入光纤。在观察鼠与示范鼠互动期间，向该脑区给予蓝光刺激成功挽救了受损的疼痛传递。

综上所述，出生后的母婴分离会损害PVT谷氨酸能神经元的功能，导致同笼伙伴间的疼痛共情能力下降。而人为提高PVT神经元的活动，可以纠正这些由母婴分离引起的异常，从而恢复小鼠体验疼痛社会传递的能力。

图四 化学遗传学激活PVT→PrL投射可挽救母婴分离引起的共情性疼痛缺陷

在先前研究结果的基础上，作者探究了激活PVT→PrL环路是否能够逆转母婴分离引起的共情性疼痛缺陷。

首先，通过光纤记录发现，在经历反复母婴分离的观察鼠中，该神经投射通路并未被显著激活。值得注意的是，当以身体接触行为的起始时间为参考点时，母婴分离小鼠在与疼痛示范鼠互动时并未检测到明显的钙信号上升。

随后，在母婴分离小鼠中选择性地激活这一投射通路：在PVT神经元中表达兴奋性DREADD病毒并在前边缘皮层植入给药导管。在共情性疼痛行为测试前，连续七天每天局部给予CNO药物。重复进行化学遗传学激活后，母婴分离小鼠的情感辨别能力和共情性疼痛缺陷得到显著改善。表现为机械痛阈降低、出现间接性痛觉过敏的小鼠比例增加以及在情感状态辨别任务中的辨别指数提高。

综上所述，PVT神经元至少部分通过向前沿皮层发送输出信号来介导共情性疼痛，而该环路活动的减弱可能是母婴分离导致共情缺陷的关键机制之一。