史丹佛科學家成功在培養皿中重建人體痛覺傳導路徑

史丹佛醫學研究團隊近期取得重大突破，成功在實驗室環境中重建人體最主要的痛覺感知神經傳導路徑。這項創新研究發表於《自然》期刊，由精神醫學與行為科學教授Sergiu Pasca博士領導的團隊完成，他們將人類神經系統的四個微型化元件成功組裝，完整重現了痛覺訊號傳遞至大腦的關鍵路徑。

這項技術突破將大幅加速人類對痛覺傳導機制的研究程序。傳統上，由於實驗動物的痛覺傳導路徑與人類存在差異，相關研究進展緩慢。Pasca博士表示：「我們現在可以非侵入性地模擬這條傳導路徑，這將有助於開發更有效的疼痛治療方法。」

研究團隊採用創新的人類神經類器官技術，將來自志願者皮膚細胞的誘導性多能幹細胞，透過化學訊號引導形成代表痛覺傳導路徑四個關鍵區域的微型神經組織。這些直徑不到0.1英吋的類器官包含近100萬個細胞，經過約100天的培養後，成功融合成長近0.4英吋的「組裝體」，總細胞數達400萬個。

麻醉學與疼痛醫學副教授Vivianne Tawfik博士指出，這項研究對慢性疼痛治療具有重要意義。在美國，約有1.16億人（超過總人口三分之一）受慢性疼痛困擾，而現有治療方式效果有限且容易導致藥物成癮。她表示：「當我們用盡所有治療方法卻仍無法緩解患者痛苦時，那種無力感令人心碎。」

研究團隊觀察到，當四個類器官成功連線後，會產生前所未見的同步化電活動波。這些波狀活動會從感覺類器官依次傳遞至脊髓、丘腦，最終到達大腦皮質類器官。有趣的是，當研究人員使用辣椒素等致痛物質刺激時，這種波狀活動會明顯增強。

團隊特別研究了與痛覺異常相關的Nav1.7鈉離子通道蛋白。當將正常版本替換為導致痛覺過敏的突變版本時，組裝體會表現出更頻繁的自發性神經傳導波；反之，當該通道失去功能時，雖然感覺神經元仍會放電，但整個迴路的同步化傳導卻神秘消失。

Pasca博士強調，這些組裝體本身並不會「感受」疼痛，它們僅模擬了痛覺訊號的傳導過程。目前這些組裝體僅相當於胎兒早期發育階段，研究團隊正致力於加速其成熟過程，以期更準確模擬成人神經系統。這項技術不僅有助於疼痛研究，也將應用於自閉症等神經發育障礙的研究。

這項研究獲得美國國家衛生研究院等多個機構資助，相關技術已申請專利保護。研究團隊表示，這項突破將為開發更精準、不易成癮的止痛藥物開闢新途徑。