Polar-SIM助力Neuroscience Bulletin发表：3D超分辨成像揭示疼痛性晕厥的线粒体网络重塑

研究背景

晕厥是一种由脑灌注不足引起的短暂意识丧失，全球约40%的人口一生中至少经历一次。疼痛性晕厥是反射性晕厥的常见类型，由剧烈疼痛触发，通常预后良好，但其神经生物学机制尚不明确。

为破解这一难题，研究团队建立了小鼠口面部福尔马林疼痛晕厥模型，并利用TRAP2系统进行全脑活动依赖性标记：

• TRAP2-tdTomato小鼠：标记被激活的c-Fos⁺神经元；

• TRAP2-MITO-GFP小鼠：标记c-Fos⁺神经元中的线粒体外膜。

通过对116,283个c-Fos⁺神经元、856个脑区的全脑分析，研究筛选出11个与疼痛性晕厥密切相关的关键脑区；进一步分析约300,000个线粒体网络，发现孤束核（NTS）、蓝斑（LC）、巨细胞网状核（GR）、外侧网状核（LRN）、臂旁核（PB）、三叉神经脊束核尾侧亚核（SPVC）等区域线粒体形态发生显著改变。其中，NTS中DRP1下调可加重“weakly lying on the ground”行为，提示线粒体分裂-融合失衡是疼痛性晕厥的重要机制。

助力研究

空军军医大学王亚云/杨雁灵团队在《Neuroscience Bulletin》2026年4月发表题为“Hierarchical Studies in TRAP2 Mice Demonstrate that Neuronal Activation and Mitochondrial Networks Integration Constitute the Key Mechanism Underlying Painful Syncope”的研究论文。该研究利用TRAP2系列相关小鼠全脑标记c-Fos⁺神经元与线粒体，揭示神经元激活与线粒体网络整合是疼痛性晕厥的关键机制。

Polar-SIM助力研究：3D超分辨解析线粒体网络

线粒体在神经元内形成高度动态的三维网络，传统共聚焦显微镜受光学衍射极限限制，难以清晰解析其精细空间架构。为此，研究团队采用Polar-SIM超分辨成像系统进行三维线粒体网络重建。

文中补充视频S1和S2即由Polar-SIM拍摄，以3D和slice模式展示NTS（孤束核）和ARH（弓状核）中c-Fos⁺神经元的线粒体网络及片段化实例。Polar-SIM 3D成像清晰呈现：疼痛性晕厥时，线粒体从紧密互联的网络状变为孤立、球形或椭圆形的碎片；恢复后，线粒体重新形成长杆状互联网络。这些结果为NTS、ARH等关键脑区线粒体网络解聚与晕厥症状的高度相关性提供了直观证据。

总结

在本篇《Neuroscience Bulletin》论文中，Polar-SIM超分辨成像系统为“疼痛性晕厥伴随线粒体网络解聚与恢复”提供了直接可视化证据。该研究不仅揭示了神经元活动与线粒体网络整合在疼痛性晕厥中的关键作用，也为晕厥相关疾病的诊断和治疗提供了新思路。