Science！中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)張智/晉艷/錢俊超團(tuán)隊揭示疼痛晝夜差異的神經(jīng)機(jī)制

你是否注意到，某些疼痛在傍晚時分格外難熬？類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者的清晨僵硬，神經(jīng)痛患者在黃昏時的加劇，這些現(xiàn)象背后隱藏著一個精密的“生物鐘”調(diào)控機(jī)制。長期以來，科學(xué)家們觀察到疼痛敏感性在一天中呈現(xiàn)規(guī)律性波動，但大腦究竟如何實現(xiàn)這種節(jié)律性調(diào)控，始終是個未解之謎。盡管我們知道許多腦區(qū)參與疼痛處理，它們?nèi)绾卧诓±頎顟B(tài)下按照“時間表”工作，一直困擾著研究者們。

2026年3月20日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部張智教授團(tuán)隊在《Science》期刊發(fā)表了題為《Hypothalamic clock governs circadian pain》的研究論文，首次揭示了大腦中的“主時鐘”——下丘腦視交叉上核如何通過一條多突觸神經(jīng)環(huán)路，精準(zhǔn)調(diào)控晝夜節(jié)律性疼痛。

研究團(tuán)隊首先在小鼠模型中觀察到，神經(jīng)病理性疼痛確實存在晝夜節(jié)律：白天（小鼠休息期）疼痛敏感度高，夜晚（活動期）則顯著降低。通過光纖記錄技術(shù)，他們發(fā)現(xiàn)視交叉上核中表達(dá)血管活性腸肽的神經(jīng)元在白天活動增強(qiáng)，夜晚減弱，這種節(jié)律與疼痛行為完全同步。

進(jìn)一步追蹤發(fā)現(xiàn)，這些VIP神經(jīng)元并不直接指揮疼痛中樞，而是通過一個精妙的“接力系統(tǒng)”：它們先抑制下丘腦室旁區(qū)GABA能神經(jīng)元，解除對室旁核谷氨酸能神經(jīng)元的抑制，進(jìn)而激活中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)腹外側(cè)區(qū)的GABA能神經(jīng)元。這條“SCN→SPZ→PVN→vlPAG”通路就像一條神經(jīng)高速路，將晝夜節(jié)律信號傳遞至疼痛調(diào)控系統(tǒng)。

在確認(rèn)了下行通路后，團(tuán)隊又描繪了完整的神經(jīng)圖譜：vlPAG的GABA能神經(jīng)元通過中縫大核調(diào)控脊髓GABA能中間神經(jīng)元，最終影響投射到丘腦腹后外側(cè)核的脊髓谷氨酸能神經(jīng)元。白天，這條通路被激活，脊髓痛覺傳遞增強(qiáng)；夜晚則相反，痛覺敏感性隨之降低。通過化學(xué)遺傳學(xué)和光遺傳學(xué)技術(shù)，他們精確驗證了每個環(huán)節(jié)的因果關(guān)系。

這項研究首次完整描繪了從下丘腦生物鐘到脊髓的晝夜節(jié)律性疼痛調(diào)控環(huán)路，不僅解釋了為何我們的疼痛感受會隨時間波動，更為慢性疼痛的時間療法提供了全新的理論基礎(chǔ)。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士后衛(wèi)鴻芮、博士生婁倩倩、博士生李樂嫻、博士生唐蘭為該論文的第一作者。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部張智、晉艷、錢俊超為該論文的共同通訊作者。該研究得到了安徽省科學(xué)技術(shù)廳、“中國腦計劃”、國家自然科學(xué)基金委員會、中國科學(xué)院、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和安徽醫(yī)科大學(xué)等多方的資助。

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