The anterolateral pathway consists of ascending spinal tracts that convey pain, temperature and touch information from the spinal cord to the brain1-4. Projection neurons of the anterolateral pathway are attractive therapeutic targets for pain treatment because nociceptive signals emanating from the periphery are channelled through these spinal projection neurons en route to the brain. However, the organizational logic of the anterolateral pathway remains poorly understood. Here we show that two populations of projection neurons that express the structurally related G-protein-coupled receptors (GPCRs) TACR1 and GPR83 form parallel ascending circuit modules that cooperate to convey thermal, tactile and noxious cutaneous signals from the spinal cord to the lateral parabrachial nucleus of the pons. Within this nucleus, axons of spinoparabrachial (SPB) neurons that express Tacr1 or Gpr83 innervate distinct sets of subnuclei, and strong optogenetic stimulation of the axon terminals induces distinct escape behaviours and autonomic responses. Moreover, SPB neurons that express Gpr83 are highly sensitive to cutaneous mechanical stimuli and receive strong synaptic inputs from both high- and low-threshold primary mechanosensory neurons. Notably, the valence associated with activation of SPB neurons that express Gpr83 can be either positive or negative, depending on stimulus intensity. These findings reveal anatomically, physiologically and functionally distinct subdivisions of the SPB tract that underlie affective aspects of touch and pain.

中文翻译：

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用于情感触觉和疼痛的平行上行脊髓通路

前外侧通路由上行脊髓束组成，将疼痛、温度和触觉信息从脊髓传递到大脑 1-4。前外侧通路的投射神经元是疼痛治疗的有吸引力的治疗靶点，因为从外围发出的伤害感受信号通过这些脊髓投射神经元传递到大脑。然而，前外侧通路的组织逻辑仍然知之甚少。在这里，我们展示了表达结构相关的 G 蛋白偶联受体 (GPCRs) TACR1 和 GPR83 的两个投射神经元群形成平行的上行电路模块，它们协作将热、触觉和有害的皮肤信号从脊髓传递到臂旁外侧。脑桥核。在这个核心内，表达 Tacr1 或 Gpr83 的脊髓旁臂 (SPB) 神经元的轴突支配不同的亚核组，轴突末端的强光遗传学刺激诱导不同的逃逸行为和自主反应。此外，表达 Gpr83 的 SPB 神经元对皮肤机械刺激高度敏感，并接收来自高阈值和低阈值初级机械感觉神经元的强突触输入。值得注意的是，与激活表达 Gpr83 的 SPB 神经元相关的效价可以是正的或负的，取决于刺激强度。这些发现揭示了 SPB 束在解剖学、生理学和功能上不同的细分，这些细分是触摸和疼痛的情感方面的基础。轴突末端的强光遗传学刺激诱导了不同的逃逸行为和自主反应。此外，表达 Gpr83 的 SPB 神经元对皮肤机械刺激高度敏感，并接收来自高阈值和低阈值初级机械感觉神经元的强突触输入。值得注意的是，与激活表达 Gpr83 的 SPB 神经元相关的效价可以是正的或负的，取决于刺激强度。这些发现揭示了 SPB 束在解剖学、生理学和功能上不同的细分，这些细分是触摸和疼痛的情感方面的基础。轴突末端的强光遗传学刺激诱导了不同的逃逸行为和自主反应。此外，表达 Gpr83 的 SPB 神经元对皮肤机械刺激高度敏感，并接收来自高阈值和低阈值初级机械感觉神经元的强突触输入。值得注意的是，与激活表达 Gpr83 的 SPB 神经元相关的效价可以是正的或负的，取决于刺激强度。这些发现揭示了 SPB 束在解剖学、生理学和功能上不同的细分，这些细分是触摸和疼痛的情感方面的基础。表达 Gpr83 的 SPB 神经元对皮肤机械刺激高度敏感，并接收来自高阈值和低阈值初级机械感觉神经元的强突触输入。值得注意的是，与激活表达 Gpr83 的 SPB 神经元相关的效价可以是正的或负的，取决于刺激强度。这些发现揭示了 SPB 束在解剖学、生理学和功能上不同的细分，这些细分是触摸和疼痛的情感方面的基础。表达 Gpr83 的 SPB 神经元对皮肤机械刺激高度敏感，并接收来自高阈值和低阈值初级机械感觉神经元的强突触输入。值得注意的是，与激活表达 Gpr83 的 SPB 神经元相关的效价可以是正的或负的，取决于刺激强度。这些发现揭示了 SPB 束在解剖学、生理学和功能上不同的细分，这些细分是触摸和疼痛的情感方面的基础。