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电针缓解疼痛新发现:科学家揭示“足三里”穴的神经调控机制

已有 389 次阅读 2025-5-18 18:02 |个人分类:针灸论文科普化|系统分类:科普集锦

       疼痛是人体重要的预警信号,但长期疼痛却困扰着无数患者。针灸作为传统中医疗法,其镇痛效果已得到广泛认可。近日,中国中医科学院团队通过前沿技术,首次利用活体钙成像技术在活体动物中观察到电针“足三里”穴对疼痛信号传递的调控作用,从群集细胞水平观察分析DRG神经元对不同初级传入信号及电针信号的反应和相互作用,揭示了针灸镇痛的深层神经机制。

s“足三里”如何抑制疼痛信号?

       背根神经节(DRG)是人体感觉神经的“中转站”,负责将皮肤、肌肉等部位的疼痛信号传递给大脑。研究人员利用“钙成像技术”(一种通过荧光信号记录神经元活动的方法),实时观测了小鼠DRG神经元对不同刺激的反应。实验中,团队对小鼠后肢施加了多种刺激:

  • 机械刺激:如钳夹后爪(模拟伤害性疼痛)、轻刷皮肤(非伤害性触觉);

  • 温度刺激:如4℃低温(伤害性冷痛)、43℃和51℃高温(非伤害性和伤害性热痛)。

随后,通过电针刺激小鼠的“足三里”穴(位于后肢膝关节附近),观察神经元活动的变化。

关键发现:电针选择性抑制疼痛信号

  1. 抑制机械性疼痛

    • 电针显著降低了钳夹后爪引起的神经元活动,尤其是负责传递疼痛信号的小神经元和部分大神经元。但对钳夹“足三里”穴附近肌肉的刺激,电针无明显抑制作用,这可能与不同部位神经分布密度有关。

  2. 缓解冷痛,对热痛影响有限

    • 电针有效抑制了4℃低温引起的疼痛信号传递,但对43℃和51℃高温刺激的神经元活动影响较小。

    • 科学家推测,这可能与电针调节了特定低温感应蛋白(如TRPA1)的功能有关。

  3. 非伤害性触觉也受影响

    • 轻刷皮肤时,电针减少了中等大小神经元的激活,表明针灸可能对日常触觉感知也有调节作用。

为什么是“足三里”?

实验中,电针通过激活坐骨神经中的A类纤维(负责传递触觉和压力信号)发挥作用。这些纤维的激活可能触发了脊髓和大脑的“镇痛开关”,抑制了疼痛信号的传递。此外,电针本身仅激活少量神经元,却能显著降低后续疼痛刺激的反应,提示其作用机制可能与调节神经递质(如CGRP)或受体表达有关。

研究方案及结果

1 材料与方法

详细描述了活体钙成像技术在研究电针对背根节神经元初级传入水平影响的实验方法。实验使用6-7周龄的雄性C57BL/6小鼠,遵循相关伦理规定。实验涉及的主要试剂和仪器包括AAV9病毒、三溴乙醇、共聚焦显微镜等。通过电刺激确定激活坐骨神经干A纤维所需的强度阈值,并在小鼠麻醉下进行鞘内病毒注射。实验在病毒注射后第21天进行,通过活体钙成像技术观察不同刺激下背根神经节(DRG)的反应。钙成像数据分析使用Fiji软件,根据ΔF/F0计算神经元的激活情况,并根据细胞面积将神经元分为小、中、大三种类型。电针干预选择“足三里”穴区,使用特定强度、波宽和频率进行。最后,使用Excel和GraphPad Prism软件进行数据统计分析,以P≤0.05为统计学意义的标准。

2 结果

通过电生理技术记录了小鼠坐骨神经干A纤维的激活阈值,确定了电针干预的条件。实验监测了活体小鼠背根神经节(DRG)中462个神经元的钙离子活动变化,发现电针干预后,小鼠后爪伤害性机械刺激激活的神经元百分比减少,神经元荧光强度整体水平显著减弱。电针对痛源局部伤害性机械刺激下的DRG神经元激活没有显著影响,但后爪神经元激活的百分比显著高于胫骨前肌。电针对非伤害性机械刺激后DRG神经元活动水平的增强具有抑制作用。电针可使DRG神经元对伤害性冷刺激的反应性降低,但对非伤害性热刺激和伤害性热刺激的影响不显著。

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3 讨论

本文讨论了电针对正常小鼠背根神经节(DRG)神经元初级传入水平的影响。研究发现,电针刺激“足三里”穴区时,激活的神经元数量较少,但能抑制伤害性刺激的传入,可能与电针抑制相关受体和神经肽表达产生镇痛作用有关。电针激活的神经元多为大、中神经元,与电生理激活A纤维的结果一致。实验还观察到电针降低了DRG神经元对钳夹、毛刷等初级传入信号的反应性,提示电针对躯体伤害性和非伤害性机械刺激的传入都有一定的抑制作用。在温度刺激实验中,电针对4℃冷刺激的抑制效果优于43℃和51℃热刺激。本实验存在局限性,如神经元疲劳和动物麻醉状态可能影响结果。本研究从DRG水平探讨了电针信号和不同初级传入信号的相互作用,为进一步研究电刺激信号和疼痛信号的相互作用提供了基础。

未来展望:从实验室到临床

       这项研究为针灸镇痛提供了直接的神经科学证据,并揭示了“足三里”穴在疼痛调控中的特殊地位。未来,团队计划在慢性疼痛模型中进一步验证这一机制,并探索针灸与其他疗法(如药物、康复训练)的联合应用潜力。

论文信息标题:《活体钙成像探索电针对不同刺激在背根节神经元初级传入水平的影响》期刊:《针刺研究》2025年4月通讯作者:景向红DOI:10.13702/j.1000-0607.20240065

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引用格式:

张妮楠,高昕妍,刘坤,等.活体钙成像探索电针对不同刺激在背根节神经元初级传入水平的影响[J].针刺研究,2025,50(4):357-365. DOI: 10.13702/j.1000-0607.20240065.

ZHANG Ni-nan,GAO Xin-yan,LIU Kun,et al.Effect of electroacupuncture on the primary input level of dorsal root ganglion neurons under different stimuli observed by in vivo calcium imaging[J].Acupuncture Research,2025,50(4):357-365. DOI: 10.13702/j.1000-0607.20240065.



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