骨質疏鬆
骨質疏鬆即骨質疏鬆症,是多種原因引起的一組骨病,骨組織有正常的鈣化,鈣鹽與基質呈正常比例,以部門體積內骨組織量減少為特點的代謝性骨病變。
來自:網路
在多數骨質疏鬆中,骨組織的減少主要由於骨質吸收增多所致。以骨骼疼痛、易於骨折為特徵。
骨質疏鬆症給患者生活帶來極大不便和痛若,治療收效很慢,一旦骨折又可危及生命。
在全球,骨質疏鬆症每年導致890多萬例骨折。
骨質疏鬆治療
有效的藥物治療能阻止和治療骨質疏鬆症,包括雌激素代替療法、降鈣素、選擇性雌激素受體調節劑以及二磷酸鹽,這些藥物可以阻止骨吸收但對骨形成的作用特別小,而且,會有這樣那樣的不良反應。
那麼,骨質疏鬆症有沒有一種針對性強的治療方案呢?
近日,美國Harvard Medical School(簡稱HMS, 哈佛大學醫學院)的Bruce Spiegelman教授團隊
Bruce Spiegelman 教授
發表在Cell上在線上「Irisin Mediates Effects on Bone and Fat via αV Integrin Receptors」的研究論文。
該研究發現,在運動期間,運動激素對減肥和增強骨骼重建發揮了關鍵的作用。
鳶尾素
本研究發現,在骨骼和脂肪細胞中發現了一組稱為αV整合素的鳶尾素受體。
鳶尾素的作用
在運動期間,有一種被稱為「運動激素」的鳶尾素(Irisin)能作為一種信號分子,可與整合素αV受體特異性結合,在骨骼組織和肌肉之間進行傳遞,啟動新舊骨細胞或受損骨細胞的替換過程。
新奇的發現
但是在骨質疏鬆症小鼠模型中卻有了新奇的發現,當去除鳶尾素時可以防止小鼠骨質流失,研究人員認為,阻斷鳶尾素的結合可能成為骨質疏鬆症潛在的治療方案。
該成果有助於研究運動激素在脂肪燃燒和骨骼重建過程中的作用機制,為全面解析鳶尾素蛋白在骨質疏鬆症中的的分子機制提供新的契機。
Bruce Spiegelman教授說,「這些結果有可能在代謝、肌肉骨骼生物學和鍛煉領域引發變革。
我們證實鳶尾素直接作用於骨細胞(osteocyte),即骨組織中一種最為豐富的細胞類型。」
在小鼠和人類中耐力鍛煉導致骨骼肌分泌的鳶尾素與骨骼強化、卡路裡燃燒和認知改善有關。
然而,它的存在曾經一度引起爭議,而且它影響骨骼的機制是未知的。
什麼樣的運動可以產生鳶尾素?
可以說是眾說紛紜,有支持耐力運動的,有說抗阻運動才行的,還有說耐力運動和抗阻運動都能產生鳶尾素的。
產生鳶尾素最有效的運動
但要說產生鳶尾素最有效的運動,恐怕還是寒戰了,畢竟鳶尾素的這條信號通路,本來是讓人冷的發抖的時候,增加棕色脂肪的產熱,保持體溫。在寒冷誘導脂肪米色化的過程中,除了交感神經,還有鳶尾素的作用!
鳶尾素能夠改善小鼠的骨密度和骨強度
人們已證實小劑量的鳶尾素能夠改善小鼠的骨密度和骨強度。
為了進一步研究鳶尾素的作用,這些研究人員給小鼠注射了鳶尾素6天。這種注射讓血液中的骨硬化蛋白水準升高並增加這些小鼠的骨質。此外,經過基因改造後缺乏鳶尾素的小鼠不會患上骨質疏鬆症。
鳶尾素的受體——整合素αV/β5
這次試驗中,研究人員選用了骨細胞作為實驗對象。研究人員使用帶標籤的鳶尾素「釣」出了骨細胞中能和鳶尾素結合的蛋白,然後通過質譜等分析手段,確定了鳶尾素的受體——整合素αV/β5。
隨後使用整合素抑製劑阻斷鳶尾素作用的試驗也證實了整合素αV/β5 就是鳶尾素的受體。
他說,鑒定出鳶尾素的分子受體是尋找對這種激素作出反應的新型細胞和組織的重要一步。
而在脂肪細胞上,整合素抑製劑同樣能阻止鳶尾素促進脂肪米色化的作用,鳶尾素促進脂肪細胞米色化的作用也是通過整合素實現的!
找到了鳶尾素的受體,Spiegelman 計劃在下一步優化出不同版本的鳶尾素及其抗體:「這樣我們就可以通過蛋白質療法在體內操縱其效果。我們將研究其對骨骼、脂肪和神經系統的影響。」
Bruce Spiegelman 說,「間歇性骨骼破裂似乎被理解為一種增強和重塑骨骼的信號。關於這一點的概念驗證已經存在,這是因為用於治療骨質疏鬆症的甲狀旁腺激素(PTH)也是一種骨骼破裂因子。」
Spiegelman的團隊明白,找到了這個受體,他們就可以靶向這個受體開發藥物。
與 Spiegelman 教授團隊研究領域相同的生物學家 Maria Grano 則表示,「如果我們能由此開發出一種藥物,給那些不能進行體育鍛煉的人用,那就太棒了。」
也許,這個希望就在眼前呢?