揭示鍛煉誘導(dǎo)的鳶尾素促進(jìn)骨骼重塑機(jī)制

鍛煉被吹捧為增強(qiáng)骨骼質(zhì)量，但是它究竟如何實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)是一個(gè)有爭(zhēng)議的問(wèn)題。如今，在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)達(dá)納-法伯癌癥研究所和哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)鍛煉誘導(dǎo)的一種激素激活在小鼠骨骼重建中起著至關(guān)重要作用的細(xì)胞。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年12月13日的Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Irisin Mediates Effects on Bone and Fat via αV Integrin Receptors”。

這些研究人員鑒定出這種稱為鳶尾素（irisin）的激素的受體---整合素αV，并且發(fā)現(xiàn)鳶尾素影響小鼠中的骨硬化蛋白（sclerostin），其中在人類中，骨硬化蛋白是骨骼結(jié)構(gòu)的一種主要的細(xì)胞調(diào)節(jié)因子。這項(xiàng)研究有可能讓人們?cè)谖磥?lái)開(kāi)發(fā)出新的骨質(zhì)疏松癥（osteoporosis）治療方法。在全球，骨質(zhì)疏松癥每年導(dǎo)致890多萬(wàn)例骨折。

論文通訊作者、達(dá)納-法伯癌癥研究所癌癥生物學(xué)家Bruce Spiegelman說(shuō)，“這些結(jié)果有可能在代謝、肌肉骨骼生物學(xué)和鍛煉領(lǐng)域引發(fā)變革。我們證實(shí)鳶尾素直接作用于骨細(xì)胞（osteocyte），即骨組織中一種最為豐富的細(xì)胞類型?！?/span>

在小鼠和人類中耐力鍛煉導(dǎo)致骨骼肌分泌的鳶尾素與骨骼強(qiáng)化、卡路里燃燒和認(rèn)知改善有關(guān)。然而，它的存在曾經(jīng)一度引起爭(zhēng)議，而且它影響骨骼的機(jī)制是未知的。

哺乳動(dòng)物的骨骼經(jīng)歷不斷的重塑。舊有的或受損的骨骼被新細(xì)胞替換，這一過(guò)程通常始于現(xiàn)有骨細(xì)胞的死亡或破裂。鍛煉---以及鳶尾素---都能激活骨硬化蛋白，其中骨硬化蛋白是當(dāng)給骨骼施加機(jī)械應(yīng)力時(shí)，由骨細(xì)胞分泌的一種骨骼破裂因子。

Spiegelman說(shuō)，“間歇性骨骼破裂似乎被理解為一種增強(qiáng)和重塑骨骼的信號(hào)。關(guān)于這一點(diǎn)的概念驗(yàn)證已經(jīng)存在，這是因?yàn)橛糜谥委煿琴|(zhì)疏松癥的甲狀旁腺激素（PTH）也是一種骨骼破裂因子?！?/span>

人們已證實(shí)小劑量的鳶尾素能夠改善小鼠的骨密度和骨強(qiáng)度。為了進(jìn)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平升高并增加這些小鼠的骨質(zhì)。此外，經(jīng)過(guò)基因改造后缺乏鳶尾素的小鼠不會(huì)患上骨質(zhì)疏松癥。

Spiegelman說(shuō)，接下來(lái)的步驟將集中于優(yōu)化不同版本的鳶尾素和鳶尾素抗體，“因此我們可能能夠通過(guò)蛋白療法來(lái)控制它的效果。我們正在研究它對(duì)脂肪組織和神經(jīng)系統(tǒng)的影響”。

他說(shuō)，鑒定出鳶尾素的分子受體是尋找對(duì)這種激素作出反應(yīng)的新型細(xì)胞和組織的重要一步。