医学
科学家发现一种新激素，可以增强骨骼
科学家发现了一种名为Maternal Brain Hormone (CCN3)的新激素，可增强骨密度，治疗骨质疏松症。
科学家发现了一种新激素，可以增强骨骼
加州大学旧金山分校(UCSF)和加州大学戴维斯分校(UC Davis)的研究人员解决了一个长期存在的谜题，即哺乳期女性的骨骼如何在钙质流失到乳汁的同时保持强壮。
这种新发现的激素不仅能保持哺乳期女性的骨骼强壮，还能帮助骨折愈合并治疗更广泛人群中的骨质疏松症。加州大学旧金山分校和加州大学戴维斯分校的研究人员在小鼠中发现，这种名为Maternal Brain Hormone (CCN3)的激素可以增加骨密度和强度。
他们的研究结果于7月10日发表在《自然》杂志上，解决了一个长期存在的谜题，即女性在哺乳期间骨骼如何在钙质被剥夺以支持乳汁生产的情况下保持相对坚固。
“这项发现的一个显著之处在于，如果我们没有研究雌性小鼠(在生物医学研究中通常是雄性小鼠)，我们可能完全会错过这个发现，”该新论文的资深作者、加州大学旧金山分校细胞分子药理学教授Holly Ingraham博士说。“这强调了在整个生命周期中研究雄性和雌性动物以全面了解生物学的重要性。”
全球有超过2亿人患有骨质疏松症，这是一种骨骼严重弱化的疾病，可能导致频繁骨折。女性在绝经后因为性激素雌激素水平下降特别容易患骨质疏松症，而雌激素通常促进骨形成。哺乳期的雌激素水平也很低，但在此期间骨质疏松症和骨折的发生率却少得多，这表明除了雌激素之外，还有其他因素在促进骨骼生长。
仅在哺乳期间产生的激素
Ingraham的实验室先前发现，在雌性小鼠而非雄性小鼠中，阻断大脑某些神经元中的特定雌激素受体会导致骨量大幅增加。他们怀疑血液中的一种激素是导致骨骼超强的原因，但当时无法找到它——这一探索在全球大流行期间被进一步延长。
在这项新研究中，Ingraham和合作者对这种骨骼生成激素进行了详尽的搜索，最终在突变的雌性小鼠中确定了CCN3是负责任的因素。起初，团队对这一结果感到惊讶，因为CCN3并不符合典型的神经元分泌激素的特征。
在发现哺乳期雌性小鼠的大脑同一区域中存在CCN3后，他们的疑虑消失了。如果这些特定神经元中没有产生CCN3，哺乳期雌性小鼠会迅速失去骨骼，她们的幼崽会开始体重下降，这证实了这种激素在哺乳期间维持骨骼健康的重要性。基于这一发现，他们现在将CCN3称为Maternal Brain Hormone (MBH)。
激素在年轻、年老、雄性和雌性小鼠中都能增强骨骼
当在年轻的成年和年老的雌性或雄性小鼠中增加循环CCN3的策略被实施时，他们的骨量和强度在几周内显著增加。在一些缺乏所有雌激素或非常老的雌性小鼠中，CCN3能够使骨量增加一倍以上。
当Ingraham的科学合作伙伴、加州大学戴维斯分校的骨科外科助理教授Thomas Ambrosi博士测试这些骨骼时，他对它们的强度感到惊讶。
“有些情况下，高度矿化的骨骼并不更好；它们可能更弱，实际上更容易断裂，”他解释道。“但当我们测试这些骨骼时，发现它们比平常强得多。”
Ambrosi仔细研究了骨骼内负责生成新骨的干细胞，发现当这些细胞暴露于CCN3时，它们更容易生成新的骨细胞。
水凝胶贴片在小鼠中愈合骨折
为了测试这种激素在帮助骨骼愈合方面的能力，研究人员制作了一种水凝胶贴片，可以直接应用于骨折部位，在那里它会在两周内缓慢释放CCN3。在老年小鼠中，骨折通常愈合不良。然而，CCN3贴片在骨折部位刺激了新骨的形成，促进了骨折的年轻愈合。
“我们从未能通过任何其他策略实现这种矿化和愈合效果，”Ambrosi说。“我们对继续跟进并可能在其他问题上应用CCN3感到非常兴奋，例如再生软骨。”
研究人员计划对CCN3的分子机制、哺乳期女性中的CCN3水平以及这种激素治疗各种骨骼疾病的潜力进行未来研究。
UCSF内分泌学系的共同第一作者兼受指导的医师科学家Muriel Babey博士热衷于开始探讨CCN3在临床相关疾病环境中如何影响骨代谢。与UCSF Catalyst项目合作，资深科学家兼该项目共同负责人William Krause博士将开始转化这些新结果。
“骨质流失不仅发生在绝经后的女性身上，还经常发生在服用某些激素阻断剂的乳腺癌幸存者中；在年轻的高训练水平的精英女性运动员中；以及在老年男性中，他们在髋部骨折后的相对存活率低于女性，”Ingraham说。“如果CCN3能在所有这些情况下增加骨量，那将是令人难以置信的激动人心。”
本文译自 UC San Francisco，由 BALI 编辑发布。