撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文
在全世界范圍內(nèi),慢性疼痛困擾著超過 10 億人,由于其在初始損傷或炎癥消退后仍持續(xù)存在,這給臨床治療帶來了復(fù)雜挑戰(zhàn)。與急性疼痛不同,急性疼痛通過發(fā)出即時組織損傷或威脅的信號發(fā)揮適應(yīng)性作用,而慢性疼痛往往是非適應(yīng)性的,其特點是通常不足以引起不適的刺激也會引發(fā)高度敏感(例如衣物摩擦等輕微刺激就會觸發(fā)劇烈疼痛),這種現(xiàn)象被稱為敏化(Sensitization)。
外周組織炎癥或神經(jīng)損傷,可引發(fā)慢性疼痛。盡管位于延髓頭端腹內(nèi)側(cè)區(qū)(RVM)的脊髓投射神經(jīng)元(RVMSC 神經(jīng)元)能夠促進(jìn)疼痛慢性化,但外周損傷信號驅(qū)動 RVMSC 神經(jīng)元的通路機(jī)制,目前尚不明確。
2026 年 4 月 1 日,斯坦福大學(xué)陳曉科副教授團(tuán)隊(王倩等人為論文第一作者),在Nature期刊發(fā)表了題為:Deconstruction of a spino-brain–spinal cord circuit that drives chronic pain 的研究論文。
該研究揭示了一條特異性驅(qū)動慢性疼痛的脊髓-腦-脊髓環(huán)路,抑制該環(huán)路可緩解慢性疼痛,同時保留急性疼痛反應(yīng)(即我們的身體對急性損傷或疾病發(fā)出警示信號的能力)。
這一發(fā)現(xiàn)不僅挑戰(zhàn)了長期以來關(guān)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)如何處理疼痛的假說,還為開發(fā)能夠緩解持續(xù)性疼痛而不削弱身體重要預(yù)警機(jī)制的靶向療法開辟了新途徑。
論文通訊作者陳曉科表示,這項研究表明,急性疼痛和慢性疼痛可以完全分開。存在一個專門負(fù)責(zé)慢性疼痛的神經(jīng)環(huán)路,只有在受傷后才會激活,這使我們有機(jī)會針對性治療慢性疼痛,同時保留保護(hù)性的急性疼痛反應(yīng)。
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組織炎癥或神經(jīng)損傷通常會導(dǎo)致暫時性的異常疼痛和痛覺過敏,這種反應(yīng)能促使機(jī)體關(guān)注受損區(qū)域,以避免進(jìn)一步傷害并促進(jìn)愈合。然而有時這種敏化現(xiàn)象會持續(xù)存在,進(jìn)而發(fā)展為慢性疼痛,造成巨大的心理和社會經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。雖然組織損傷常發(fā)生在外周,但越來越多證據(jù)表明,大腦中樞的內(nèi)源性疼痛調(diào)控網(wǎng)絡(luò)在慢性疼痛狀態(tài)的啟動和維持中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。該網(wǎng)絡(luò)中分布的腦區(qū)信息最終匯聚到中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)(Periaqueductal Gray,PAG)-延髓頭端腹內(nèi)側(cè)區(qū)(Rostral Ventromedial Medulla,RVM)系統(tǒng),隨后通過位于延髓頭端腹內(nèi)側(cè)區(qū)(RVM)的脊髓投射神經(jīng)元(RVMSC 神經(jīng)元)與脊髓局部疼痛環(huán)路產(chǎn)生交互作用。但目前關(guān)于外周損傷信息如何傳遞至這些下行 RVMSC 神經(jīng)元的機(jī)制,目前仍知之甚少。
目前,學(xué)術(shù)界已形成了一個被廣泛接受的工作模型:OPRM1+ RVMSC 神經(jīng)元活動會促進(jìn)疼痛,并可能推動慢性疼痛的發(fā)展。然而,在行為動物中選擇性激活 OPRM1+ RVMSC 神經(jīng)元的工作尚未開展,因此,該模型尚未得到直接驗證。此外,若該模型成立,PAG 輸入如何調(diào)控這些神經(jīng)元活動便成為謎題——因為 PAG 激活的凈效應(yīng)是抑制疼痛而非促進(jìn)疼痛。
在這項最新研究中,研究團(tuán)隊通過開發(fā)遺傳學(xué)和病毒工具,對 OPRM1+ RVMSC 神經(jīng)元進(jìn)行調(diào)控,結(jié)果發(fā)現(xiàn),該神經(jīng)元在損傷后的疼痛敏化中具有特異性作用,但不參與急性疼痛過程。以 OPRM1+ RVMSC 神經(jīng)元為起點,結(jié)合單突觸逆行示蹤與通路操控技術(shù),研究團(tuán)隊繪制出多突觸神經(jīng)環(huán)路圖譜:該回路從脊髓出發(fā),經(jīng)脊髓丘腦束傳遞至初級軀體感覺皮層,隨后通過外側(cè)上丘(ISuC,而非經(jīng)過 PAG)從皮層返回至 OPRM1+ RVMSC 神經(jīng)元再投射至脊髓。
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該環(huán)路特異性參與損傷誘導(dǎo)的機(jī)械性痛覺過敏,而在健康狀態(tài)下對急性傷害性疼痛作用有限。具體來說,在健康小鼠中,沉默該環(huán)路中任一節(jié)點對疼痛感知影響微弱,但在炎癥性和神經(jīng)病理性疼痛模型中,卻能消除機(jī)械性痛覺過敏并恢復(fù)正常的疼痛反應(yīng)閾值。在健康小鼠中,對該環(huán)路各節(jié)點進(jìn)行重復(fù)性(而非急性)激活,足以誘發(fā)強(qiáng)烈的慢性機(jī)械性痛覺過敏。此外,無論抑制還是激活該環(huán)路,都不影響小鼠對強(qiáng)烈危險刺激的正常回避反應(yīng),這意味著急性疼痛通路完好無損,而機(jī)體的基本防御功能不會被干預(yù)。
總的來說,這些發(fā)現(xiàn)揭示了一個連接上行與下行通路的脊髓-腦-脊髓環(huán)路,該環(huán)路特異性驅(qū)動慢性機(jī)械性疼痛。這些發(fā)現(xiàn)也提示了我們,大腦中存在兩套功能相反的疼痛調(diào)控網(wǎng)絡(luò):一個是經(jīng)典的PAG-RVM 通路,主要發(fā)揮抑制疼痛的作用;另一個是該研究中發(fā)現(xiàn)的脊髓-腦-脊髓環(huán)路,主要負(fù)責(zé)放大和維持慢性疼痛。兩者協(xié)同作用,共同調(diào)控 機(jī)體對 疼痛 的 感知。
這項研究為識別慢性疼痛治療的細(xì)胞靶點提供了新方向,靶向該環(huán)路有望實現(xiàn)慢性疼痛治療的同時保留保護(hù)性傷害性疼痛功能。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41586-026-10296-y
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