Cannabinoid CB1 Receptor Expression and Localization in the Dorsal Horn of Male and Female Rat and Human Spinal Cord

Background Preclinical and clinical evidence suggests that cannabis has potential analgesic properties. However, cannabinoid receptor expression and localization within spinal cord pain processing circuits remain to be characterized across sex and species.Aims We aimed to investigate the differential expression of the cannabinoid type 1 (CB1) receptor across dorsal horn laminae and cell populations in male and female adult rats and humans.Methods To investigate and quantify CB1 receptor expression in the spinal dorsal horn across species, we refined immunohistochemical procedures for successful rat and human fixed tissue staining and confocal imaging. Immunohistochemical results were complemented with analysis of CB1 gene (CNR1) expression within rodent and human dorsal horn using single-cell/nuclei RNA sequencing data sets.Results We found that CB1 was preferentially localized to the neuropil within the superficial dorsal horn of both rats and humans, with CB1 somatic staining across dorsal horn laminae. CB1 receptor immunoreactivity was significantly higher in the superficial dorsal horn compared to the deeper dorsal horn laminae for both rats and humans, which was conserved across sex. Interestingly, we found that CB1 immunoreactivity was not primarily localized to peptidergic afferents in rats and humans and that CNR1 (CB1) but not CNR2 (CB2) was robustly expressed in dorsal horn neuron subpopulations of both rodents and humans.Conclusions The conserved preferential expression of CB1 receptors in the superficial dorsal horn in male and female rodents and humans has significant implications for understanding the roles of this cannabinoid receptor in spinal mechanisms of nociception and analgesia. Contexte: Les donnees probantes precliniques et cliniques indiquent que le cannabis possede des proprietes analgesiques potentielles. Cependant, l'expression et la localisation des recepteurs cannabinoides au sein des circuits de traitement de la douleur de la moelle epiniere restent a caracteriser selon le sexe et les especes.Objectifs: Nous avons cherche a etudier l'expression differenciee du recepteur cannabinoide de type 1 (CB1) dans les differentes couches de la corne dorsale et les populations cellulaires chez des rats et des etres humains adultes de sexe masculin et feminin.Methodes: Pour etudier et quantifier l'expression des recepteurs CB1 dans la corne dorsale de la moelle epiniere chez differentes especes, nous avons perfectionne les procedures d'immunohistochimie pour obtenir des resultats de coloration reussis sur des echantillons de tissus provenant de rats et d'etres humains, ainsi que des images confocales. Les resultats immunohistochimiques ont ete completes par l'analyse de l'expression du gene CB1 (CNR1) dans la corne dorsale des rongeurs et des humains en utilisant des ensembles de donnees de sequencage d'ARN au niveau des cellules uniques et des noyaux.Resultats: Nous avons constate que le CB1 etait principalement localise dans le neuropile au sein de la corne dorsale superficielle chez les rats et les humains, avec une coloration somatique du CB1 dans les differentes couches de la corne dorsale. Chez les deux especes, l'immunoreactivite du recepteur CB1 etait significativement plus elevee dans la couche superficielle de la corne dorsale par rapport aux couches plus profondes, independamment du sexe. De maniere interessante, nous avons constate que l'immunoreactivite du CB1 n'etait pas principalement localisee dans les afferences peptidergiques chez les rats et les humains. De plus, nous avons observe une forte expression du gene CNR1 (CB1), mais pas du CNR2 (CB2), au sein de sous-populations de neurones de la corne dorsale chez les rongeurs et les etres humains.Conclusions: La localisation privilegiee et constante des recepteurs CB1 dans la couche superficielle de la corne dorsale chez les rongeurs et les humains, quel que soit leur sexe, revet une importance majeure pour la comprehension des fonctions de ce recepteur des cannabinoides dans les mecanismes medullaires de la nociception et de l'analgesie.