钧研实验室扫描电镜sem

科学家发现驱动慢性疼痛的隐藏脑回路,有望终结 6000 万人的长期隐痛

钧研实验室

脚踝扭伤已经过去大半个月,伤口早就结痂愈合,可轻轻碰一下患处,还是会疼得龇牙咧嘴;牙疼明明已经做完治疗,可深夜里的隐痛却迟迟不肯消失,连吃饭都要小心翼翼;或是腰颈的酸痛,明明没有新的损伤,却反反复复纠缠了大半年……

 

这些挥之不去的 “多余” 疼痛,就是困扰着全球数亿人的慢性疼痛。在美国,就有近 6000 万人正受着长期疼痛的折磨,它不仅会摧毁生活质量,还常常引发焦虑、抑郁,甚至催生阿片类药物的滥用。

 

长久以来,科学家们一直想搞清楚:为什么明明威胁已经消失,疼痛却停不下来?最近,斯坦福大学的科研团队终于找到了答案 —— 他们发现了一条此前完全未知的 “隐藏脑回路”,它专门负责驱动慢性疼痛,和我们平时用来预警危险的急性痛通路,竟然是完全独立的两套系统!

 

这项重磅研究于 2026 年 4 月发表在顶级期刊《自然》上,论文的通讯作者是斯坦福大学人文与科学学院生物学副教授陈晓科。

 

长久以来,科学家们就怀疑,大脑里的导水管周围灰质(PAG)和中缝大核头端腹内侧核(RVM)这两个脑区,和疼痛的调控有关。虽然刺激 PAG-RVM 系统能够缓解疼痛,但负责慢性疼痛的完整神经回路,始终没有被完整地识别出来。

 

为了揭开这个谜题,研究团队从已知参与疼痛致敏化的 RVM 神经元入手,开始了对这条通路的追踪。

首先,他们借助脑立体定位仪,将优化后的新型逆行腺相关病毒 AAV8retro 精准注射到小鼠的脊髓与目标脑区 —— 这是神经科学研究里用来精准靶向脑区的核心设备,能帮助研究人员把实验试剂毫厘不差地送到指定的神经核团,避免对其他脑区造成干扰。

 

借助基因标记技术,研究人员让目标神经元带上了荧光蛋白标记,这样就能清晰地追踪这些神经元的连接路径。随后,他们利用激光共聚焦扫描显微镜,对小鼠的脑部切片进行高分辨率的荧光成像,这些发光的神经元就像一条 “发光的小路”,清晰地展示出了它们的上下游连接。

 

就这样,一条此前完全未知的循环回路,第一次完整地呈现在了科学家面前:信号从脊髓出发,依次穿过丘脑、初级体感皮层、外侧上丘,最终经由脑干的 RVM 区域,再次返回脊髓,形成了一个完整的 “脊髓 - 脑 - 脊髓” 闭环。

 小鼠脑部横切面,显示了从中缝大核头端腹内侧核投射至脊髓的参与慢性疼痛(黄色)和急性疼痛(红色)的神经元。其他神经元以蓝色显示。图源:斯坦福大学研究团队

 

找到回路只是第一步,这条回路真的是慢性疼痛的 “元凶” 吗?研究团队接下来做了一系列的功能验证。

 

他们借助化学遗传学实验系统,通过特异性的化学分子,精准地关闭了这条回路的神经元活动 —— 这套系统能让研究人员像开关一样,精准控制目标神经元的激活或沉默,而不影响其他脑区的正常功能,完美验证了这条回路的功能必要性。

 

随后,研究人员利用Von Frey 纤维丝测痛仪,对小鼠的痛觉反应进行了测试。这是疼痛研究里用来检测机械痛阈值的经典设备,通过不同力度的纤维丝触碰小鼠的爪子,就能精准判断小鼠对机械刺激的敏感程度,量化慢性疼痛里典型的 “触诱发痛” 症状。

 

结果让所有人都感到惊喜:原本表现出慢性疼痛迹象的小鼠,在回路被关闭后,立刻停止了对轻微触摸的过度反应 —— 它们的痛觉阈值迅速恢复到了正常水平,对不同强度的伤害性刺激,依然能做出正常的急性痛反应。

 

这意味着什么?关闭这条慢性疼痛的回路,不仅缓解了长期的隐痛,还完全保留了身体的保护性预警功能!我们的身体依然能感知到烫、扎这些即时的危险,不会因为治疗而失去自我保护的能力。

 

为了进一步确认这条回路的作用,研究团队还做了反向的测试:在健康小鼠中,他们激活了同一套回路。

结果发现,仅仅是重复激活这些神经元,就足以让原本健康的小鼠,产生持续的疼痛敏感性,而且这种异常的痛觉状态,竟然维持了数周之久!

 

为了实时追踪神经元的活动变化,研究人员还用到了活体光纤记录系统,这套设备能在活体小鼠自由活动的状态下,实时监测神经元的钙信号动态。结果显示,这些神经元在慢性疼痛状态下的活动强度,和小鼠的痛觉逃避行为高度相关,进一步证实了:这条回路,就是慢性疼痛的专属 “驱动源”。

 

“令我们惊讶的是,急性疼痛和慢性疼痛可以是完全分离的。” 陈晓科说,“存在一个仅在损伤后才激活的专用回路,这使我们有机会靶向慢性疼痛部分,同时保留保护性的急性疼痛。”

 

要知道,慢性疼痛最折磨人的一点,就是 “致敏化”—— 原本正常的触摸,都会被大脑错误地解读为疼痛。而这条回路,就是大脑出现这种 “错误解读” 的根源。

 

更重要的是,这条回路和之前发现的 PAG-RVM 镇痛通路,是完全独立的两套系统:激活这条新发现的回路,会放大疼痛;而刺激 PAG-RVM 系统,则会缓解疼痛。这也解释了为什么之前的研究里,刺激 PAG-RVM 能镇痛,却始终无法完全解决慢性疼痛的问题 —— 原来它们管的是完全不同的通路。

 

现在,随着这条回路被完整绘制出来,研究团队已经开始研究激活这条回路的分子变化。他们希望能开发出专门的药物,阻断这条回路里的信号传递,这样就能在不影响正常痛觉的前提下,缓解慢性疼痛。

 

这意味着,未来的慢性疼痛治疗,终于可以摆脱 “一刀切” 的困境:不用再为了缓解长期疼痛,而牺牲身体的预警能力,也不用再依赖阿片类药物,从而避免成瘾的风险。

 

这项研究,终于为困扰了全球数亿人的慢性疼痛,找到了精准的治疗靶点。也许在不久的将来,那些被长期隐痛纠缠的人们,终于可以按下这个 “疼痛开关”,重新找回无痛的生活。

 

相关论文:https://doi.org/10.1038/s41586-026-10296-y

相关推荐

聚焦离子束扫描电镜(FIB制样/FIB+SEM/FIB+TEM/FIB+球差)

聚焦离子束扫描电镜(FIB制样/FIB+SEM/FIB+TEM/FIB+球差)

¥1200
激光诱导显微镜 (EMMI)

激光诱导显微镜 (EMMI)

¥1000
(SEM)场发射扫描电镜

(SEM)场发射扫描电镜

¥65