近日,国家自然科学基金委员会正式批复2026年度国家自然科学基金重大非共识项目。首都医科大学基础医学院教授、院长,首都医学科学创新中心资深研究员、医学生理学研究所所长闫致强申报的“鉴定哺乳动物机械力痛觉受体”项目经过层层选拔与激烈答辩,成功获批,资助直接经费1000万元。
“感觉受体的鉴定是神经科学的核心问题,视、听、嗅、味和触觉的受体的鉴定对理解感知本质、开发新疗法和推动技术革新意义巨大。”神经生物学家、首都医学科学创新中心主任梅林指出,“其中触觉、嗅觉受体的发现已荣获诺贝尔奖。”
近15年来,闫致强团队深耕感觉受体鉴定和工作机制研究,系统鉴定了介导听觉、渴觉和触觉等感觉转导的机械力门控离子通道,并深入阐释其工作机制。至此,视、听、嗅、味和触觉受体均已取得重要突破,唯有机械力痛觉的特异性受体仍是悬而未决的关键科学问题。基于在听觉受体、渴觉受体和触觉受体鉴定方面积累的深厚研究基础与突出成果,闫致强团队果断将研究视野拓展至机械力痛觉领域,力图破解这最后的感官之谜。
临床之痛与学术之争:为什么必须找到它?

机械力痛觉通常由体内外撞击、压迫、切割等物理性机械刺激引发,既包括外部创伤,也包括体内组织异常对神经的机械性作用,是生物体感知外界伤害并启动防御反应的核心机制。然而,机械力痛觉所介导的疼痛在临床中极为常见且危害严重。
以坐骨神经痛为例,椎间盘突出对神经根的机械性压迫正是典型的机械力痛觉表现,现有治疗手段十分有限:非甾体抗炎药对这类机械性神经痛效果不佳,阿片类药物虽有一定镇痛作用,却伴随严重的成瘾风险。此外,肿瘤生长对周围神经和组织的机械压迫,以及肿瘤侵蚀正常骨组织而引发的病理性骨折,同样会激活机械力痛觉通路,是癌性疼痛的重要来源。
因此,阐明机械力痛觉的分子机制、鉴定其特异性受体,对于开发安全有效的靶向镇痛药物、改善数以亿计患者的生存质量,具有重要的临床意义和迫切的现实需求。
从基础研究来看,机械力痛觉的分子机制依赖于机械力门控离子通道等将机械力转化为电信号的特定感觉受体蛋白。传统观点认为机械力痛觉可能是触觉在强度上的简单放大——当压力超过特定临界值,原本介导无害触觉的神经元或受体便被“过载”激活,从而产生痛觉。
2010年,斯克利普斯研究所的Ardem Patapoutian教授团队鉴定出Piezo基因家族编码的哺乳动物机械门控阳离子通道(Piezo1/2),并证明Piezo2为人类触觉受体,因此获得2021年的诺贝尔生理学或医学奖。Piezo1/2能够感受细胞膜机械力的变化,将机械力信号转化为电信号或化学信号,曾被广泛认为是机械力痛觉受体的有力候选。
然而,后续多项关键证据显示,Piezo1/2基因敲除并不能消除动物的机械痛觉行为反应,这提示体内很可能存在其他尚未被鉴定的机械力痛觉受体。但,只是可能存在。
因为与此同时也有新兴假说提出,机械力痛觉可能由背根神经节(DRG)中特异性的伤害感受神经元及其专属受体分子所介导。这一观点尚未获得广泛认同,学界仍处于高度争议之中,远未形成共识。
三重瓶颈与破局方案:勇闯“无人区”
机械力痛觉受体研究领域不仅在机制上存在诸多争议,在方法学上也长期受困于三大瓶颈:缺乏系统性的遗传学筛选体系,难以在全基因组层面高效定位候选基因;痛觉神经元胞体和外周感觉末梢分离并具有高度异质性,体外研究难度大,极大限制了对其分子特性的深入解析;传统电生理技术通量极低,无法支撑大规模、系统性的受体筛选与验证工作。这三大瓶颈相互交织,使得该领域的研究“无人做过、难以开展”。
正因如此,该研究方向具有意义重大、风险性高、学科交叉性强等鲜明特征,属于典型的非共识性前沿课题。
面对重重困难,闫致强团队迎难而上,毅然闯入“无人区”。他介绍道:“我们将基于机械力痛觉受体的三个标准,在动物行为、细胞和分子三个层次上,整合运用生物化学、电生理学和遗传学等多种技术手段,同步开展大规模、系统性的筛选与验证工作,力争揭示机械力痛觉的特异性受体分子,并借助交叉学科手段,应对受体基因冗余等研究中的高风险挑战。”
制度创新:为非共识创新开辟“快车道”
这项研究与国家战略需求高度契合,也精准对标重大非共识项目试点的设立初衷。
党的二十届三中全会明确提出“建立专家实名推荐的非共识项目筛选机制”和“鼓励开展高风险、高价值基础研究”。作为突破现有认知、引领科技发展的重要载体,具有原创性、颠覆性特征的非共识创新研究,往往因争议大、难识别、风险高而难以通过常规渠道获得支持。为此,国家自然科学基金委员会于2025年正式启动重大非共识项目试点,专门开辟渠道遴选和资助意义重大、争议性大、风险性高的重大原创性、颠覆性研究工作,首批遴选出3项建议资助项目,包括原子核跃迁中的新粒子探测、合成人造细胞、早期太阳系星子生成机制等领域。
在评审机制上,重大非共识项目采用“深度交互研讨+专家委员会合议”的非常规模式。与常规项目评审不同,答辩现场不设时长限制,申请人需直面由正反双方“小同行”专家及跨领域专家委员会组成的评审团,通过深度互辩与思想碰撞,充分暴露项目的争议焦点与实施风险。在项目管理与资助模式上,该项目采用“按需—分段—长期”的灵活机制,并构建“不问出处、不设门槛、不唯过往业绩”的评价导向,着力营造鼓励探索、宽容失败的良好创新生态。
机构支持:从“敢于提问”到全程护航
作为首都医学科学创新中心主任,梅林在项目酝酿、申报和答辩全过程中给予了全方位支持,从项目申报书到每一页PPT修改,再到两次正式答辩的全程陪同,他都亲力亲为。
这种全身心的投入,源于梅林数十年一以贯之的科研信念。在梅林看来,科学很多时候不是从共识开始,而是从怀疑开始。“要是没有批判性思维,科学怎么前进?”“如果因为权威说过的就不敢挑战,那科学就会停滞。”
正是对“敢于提问”的极致坚持,让梅林即便充分认识到本项目面临的关键风险——目标机械力痛觉受体在DRG中表达丰度低,难以捕获分析;其机械门控电流可能依赖多亚基协同作用;且受体基因存在功能冗余,导致单基因敲降后表型不明显——仍然毫不犹豫地给予全力托举。
这项研究恰好落在创新中心“自由探索与目标导向并重”的核心理念之内,而这一理念在中心已被制度化。作为北京市2023年成立的新型研发机构,创新中心实行与国际接轨的科研管理机制:推行PI负责制,赋予科学家充分的自主权;坚守长期主义,鼓励0到1的创新性基础研究;打造多学科交叉融合的科研平台,为团队提供技术支撑。“宽容失败、鼓励原创”的学术文化氛围和制度设计,为闫致强团队敢于挑战高风险课题提供了坚实的保障。
首都医科大学同样给予了该团队鼎力支持,致力于营造最优越的科研生态,让真正敢闯敢拼的科学家心无旁骛地攻坚克难。
梅林坚信:“发现机械力痛觉受体,可能改变我们对痛觉的认知,建立新的痛觉治疗靶点,具有重大科学价值与临床转化潜力。”对这样的研究而言,获批只是起点,真正的挑战在实验室里。
闫致强
撰文|程莉