膝骨性关节炎（Knee Osteoarthritis,KOA）常见于中老年群体,其主要症状为长期慢性疼痛,而针刺是缓解KOA慢性疼痛的有效方法。慢性疼痛和针刺镇痛与中枢神经系统的痛觉信号传输以及神经代谢密切相关,然而其具体机制尚不清楚。γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid,GABA）作为中枢神经系统中的主要抑制性神经递质,直接参与痛觉信号的传输。因此,本研究采用GABA作为生物标志物,从神经递质代谢的角度对慢性疼痛和针刺镇痛的机制进行探究。本研究共招募了 31例KOA慢性疼痛患者和33例健康对照,分别进行了1H MRS实验和fMRI实验,对被试左膝的内膝眼和外膝眼两个穴位进行针刺,并采集针刺前后的右侧丘脑磁共振波谱（Magnetic Resonance Spectroscopy,MRS）数据、全脑功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging,fMRI）数据,及疼痛评估量表。由于GABA存在绝对含量低、谱峰重叠等问题,不易检测,本研究自主设计开发了 MEGA-PRESS序列采集MRS数据,定量检测评估GABA+水平。此外,为了进一步分析GABA+水平变化对脑功能活动的影响,利用全脑fMRI数据评估了右侧丘脑与全脑的功能连接。本研究依据性别将被试分为四组进行数据分析。1H MRS实验发现针刺前KOA慢性疼痛患者右侧丘脑GABA+水平相较于健康对照存在显著差异,针刺前后KOA慢性疼痛患者右侧丘脑GABA+水平存在明显的变化趋势。具体地,对于男性KOA慢性疼痛患者,其右侧丘脑GABA+水平在针刺前显著高于健康对照,针刺后下降并趋于健康对照水平;对于女性KOA慢性疼痛患者,其右侧丘脑GABA+水平在针刺前显著低于健康对照,针刺后上升并趋于健康对照水平,表明慢性疼痛和针刺镇痛的GABA代谢存在显著的性别差异。然而,fMRI实验未发现KOA慢性疼痛患者针刺前与健康对照、及针刺前与针刺后存在显著差异。本研究发现,男性和女性KOA慢性疼痛患者的右侧丘脑GABA+水平在针刺前与健康对照存在相反的显著差异,且针刺后的变化趋势相反,但均会趋于健康对照的右侧丘脑GABA+水平,表明KOA慢性疼痛导致患者的神经代谢发生异常,而针刺促进异常的神经代谢恢复平衡。此外,本研究揭示了KOA慢性疼痛和针刺镇痛机制存在显著的性别差异,表明在将来针刺镇痛KOA慢性疼痛的研究中应考虑性别因素。上述发现有助于人们理解慢性疼痛和针刺镇痛的机制,具有重要的临床意义。