慢性疼痛是世界上主要的健康问题之一，能引起一系列脑部疾病。伤害性信息传入中枢神经之后，不仅外周伤害感受器和脊髓背角，而且皮层区域也参与疼痛的调节。前扣带回皮层（ACC）是疼痛感知及其相关情绪调节的关键脑区。突触传递的长时程增强（LTP）是中枢神经系统病理性疼痛的关键细胞机制。外周组织或神经损伤均能引起ACC中兴奋性突触传递的LTP反应。我们以前的研究表明基因敲除腺苷酸环化酶1（AC1）或药理学应用选择性AC1抑制剂NB001均能阻断ACC中的早期LTP（E-LTP）。然而，AC1对需要新蛋白质合成的晚期LTP（L-LTP）的影响，却尚未被研究。鉴于L-LTP相对于E-LTP对慢性疼痛过程起更加重要的调节作用，因此我们检测了阻断AC1对ACC　L-LTP的作用。通过应用多通道场电位记录技术（MED64），我们发现NB001（0.1μM）能完全阻断网络L-LTP的诱导和皮质环路中的招募（recruitment）反应而不影响基础兴奋性传播。相比之下，临床上广泛应用的治疗神经性疼痛的止痛药加巴喷丁，即使在高浓度（100　μM）的情况下，也不能阻断L-LTP的诱导和皮质环路的招募反应。但加巴喷丁能非选择性地减少基础突触传递。我们的结果表明选择性抑制AC1可以用于抑制疼痛相关皮层的L-LTP而不影响基础突触传递。
AC1被激活后，可以通过激活下游的蛋白激酶A（PKA）或者蛋白激酶C（PKC）信号通路进一步引起AMPA受体GluA1的磷酸化，在LTP的表达过程中起重要作用。为了进一步探讨AC1激活后的下游机制，我们使用GluA1的PKA磷酸化位点丝氨酸845（s845A）或CaMKII　/　PKC磷酸化位点丝氨酸831（s831A）处突变的转基因小鼠，来研究GluA1磷酸化在ACC的L-LTP中的调节作用。结果表明：ACC内网络L-LTP的表达和分布范围在s845A小鼠中明显受损，而在s831A小鼠中则没有变化。然而，　基础突触传递反应在野生型和不同转基因小鼠中没有明显差异。此外，为了进一步揭示当前采集数据的潜在信息，我们设计了一种新的信号重建和可视化方法“RecHiRes”，以观察ACC环路内场电位信号的准确空间定位和动态时空改变。我们的研究结果表明，GluA1的PKA磷酸化对于ACC中的网络LTP表达是至关重要的。
通过我们的研究发现，选择性抑制AC1可以用于抑制疼痛相关皮层的L-LTP而不影响基础突触传递，并且其下游PKA对LTP的表达过程中起重要作用。因此，AC1-PKA　信号通路的传导对ACC皮层中网络LTP的表达有重要调节作用。我们的发现也为疼痛的未来临床治疗提供了新的、有价值的基础研究资料。