近日，斯坦福大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)取得一項(xiàng)重大成果，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)皿里成功重建了人體關(guān)鍵的疼痛感知神經(jīng)回路。這可不是一般的成就，通過融合微型類器官，這個(gè)神經(jīng)回路模擬了從皮膚到大腦的上行感覺通路，能讓我們直接觀察疼痛信號(hào)是如何傳遞的，有望為慢性疼痛患者帶來更好的、不會(huì)讓人上癮的治療方法。

疼痛問題一直困擾著無數(shù)人。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)約有 1.16 億人（超過三分之一的人口）正在遭受各種慢性疼痛。然而目前針對(duì)慢性疼痛的治療手段卻十分有限，效果也不理想。大多數(shù)所謂的 “止痛藥” 原本并非用于止痛，而是從精神科或睡眠障礙專科的藥物中 “借用” 過來的。其中最有效的阿片類藥物，卻存在成癮的嚴(yán)重副作用，讓慢性疼痛患者陷入兩難境地。

斯坦福大學(xué)的科學(xué)家們是如何做到的呢？原來，他們利用干細(xì)胞在培養(yǎng)皿中培育出代表人類感覺通路四個(gè)關(guān)鍵區(qū)域的類器官，分別是背根神經(jīng)節(jié)、脊髓背角、丘腦和體感皮層。這些區(qū)域在人體中通過神經(jīng)元連接，共同構(gòu)成了疼痛信號(hào)從皮膚傳遞到大腦的 “高速公路”。

研究人員先把志愿者皮膚樣本中的細(xì)胞轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞，這種細(xì)胞就像 “萬能細(xì)胞”，能變成人體的各種細(xì)胞。接著，用化學(xué)信號(hào)引導(dǎo)這些細(xì)胞聚集形成微小的神經(jīng)類器官，每個(gè)類器官直徑不到 1/10 英寸，卻包含近百萬個(gè)細(xì)胞。然后，把這四種不同類型的類器官排列在一起，經(jīng)過大約 100 天，它們?nèi)诤铣闪艘粋€(gè)近 2/5 英寸長(zhǎng)的 “類組裝體”，看起來就像小香腸鏈接在一起，里面包含了近 400 萬個(gè)細(xì)胞。

神奇的是，這個(gè) “小香腸” 成功模擬了疼痛傳導(dǎo)通路的功能。當(dāng)用辣椒素刺激感覺類器官時(shí)，就像我們吃了辣椒感覺到灼燒一樣，類組裝體中立刻出現(xiàn)了神經(jīng)元活動(dòng)的波狀信號(hào)，這些信號(hào)會(huì)依次傳遞到脊髓類器官、丘腦類器官，最后到達(dá)皮層類器官。而且，研究人員還通過改變基因，發(fā)現(xiàn)了離子交換蛋白 Nav1.7 的奧秘。它主要存在于外周感覺神經(jīng)元表面，當(dāng)把正常的 Nav1.7 換成會(huì)導(dǎo)致疼痛超敏的突變版本時(shí)，類組裝體中自發(fā)的神經(jīng)傳遞波變得更頻繁；但當(dāng)讓這個(gè)鈉通道失去功能時(shí)，雖然感覺神經(jīng)元還能對(duì)疼痛刺激做出反應(yīng)，但整個(gè)通路中同步的波狀疼痛信息傳遞卻消失了。

不過，這個(gè)類組裝體目前還存在一些局限，它缺少代表大腦其他重要區(qū)域的類器官，所以它自己并不能 “感受” 疼痛，只是傳遞神經(jīng)信號(hào)。而且，它現(xiàn)在還處于類似胎兒發(fā)育的早期階段。科研團(tuán)隊(duì)表示，他們正在努力加速類組裝體的發(fā)育，希望能更好地了解這條通路在成年人身上的運(yùn)作機(jī)制，進(jìn)而篩選出更有效的止痛藥物。

此次斯坦福大學(xué)的這項(xiàng)研究成果已發(fā)表在《自然》雜志上，相關(guān)技術(shù)也申請(qǐng)了專利。未來，隨著研究的深入，或許慢性疼痛患者將迎來新的希望。

參考資料：DOI： 10.1038/s41586-025-08808-3