阻断雌激素对下丘脑作用,有望成为骨质疏松症的新突破

阻断雌激素对下丘脑作用,有望成为骨质疏松症的新突破
2019年02月06日 16:39 新浪网 作者 麻省理工科技评论

骨质疏松主要是一种老年病,全世界有超过 2 亿人患有骨质疏松症,根据美国疾病控制与预防中心 (CDC) 统计,在美国 65 岁及以上的女性中,骨质疏松症的发病率接近四分之一。

骨质疏松症会导致骨骼密度下降,逐渐变脆弱,起因一般是骨质中矿物质大量流失。在健康的个体中,骨组织不断地被循环利用——旧的骨组织被分解并被新的骨组织所取代。随着年龄的增长,这一循环倾向于骨质流失,导致我们的骨骼变得越来越多孔和脆弱。有时受到轻微的撞击,或者只是咳嗽或打喷嚏,都有可能导致骨折。

阻断雌激素对下丘脑作用,有望成为骨质疏松症的新突破

图|在美国 65 岁及以上的女性中,骨质疏松症的发病率接近四分之一(来源:medical news today)

尽管骨质疏松的发病率如此高,但就目前情况而言,还没有可以治愈的方法。通常情况下,治疗的重点只在于减少骨折的风险,尚不能减缓病情。

近日,加州大学旧金山分校和洛杉矶分校的科学家们发现,大脑深处的一些脑细胞可能在控制女性骨密度方面发挥着令人惊讶的作用。论文于 2019 年 1 月 11 日发表在Nature Communications上。

雌激素的新作用

雌激素在人体中具有广泛的功能,特别是在生殖方面。同时,这种激素也在大脑中发挥一定的作用,但目前科学家对其在大脑中的功能知之甚少。

最近,来自加州大学旧金山分校和洛杉矶分校的科学家们进行了一系列研究,想进一步了解在大脑中的雌激素会发挥哪些作用。

在资深研究作者 Holly Ingraham 博士的带领下,研究人员主要关注点在于,雌激素在大脑中的活动是如何在生命不同阶段改变新陈代谢。

阻断雌激素对下丘脑作用,有望成为骨质疏松症的新突破

图|Holly Ingraham(来源:ucsf)

特别是,他们对下丘脑中雌激素敏感的神经元功能进行了详细的探究。这是大脑中连接神经系统和内分泌系统的重要部分。下丘脑在调节代谢过程中发挥着很大的作用,例如帮助控制体温、饥饿、睡眠、疲劳和昼夜节律等等。

在此过程中,他们有一个意外的发现,或许可以改变骨质疏松症研究的现状。

阻断大脑中的雌激素

研究人员利用小鼠进行实验,敲除了小鼠下丘脑神经元中的雌激素受体蛋白基因,阻断了雌激素对小鼠下丘脑的影响。经过一段时间,这些小鼠体重增加,变得不那么活跃。起初,科学家们预想新增的体重是由额外的脂肪或肌肉组织造成的。

然而,经过进一步检查,他们发现新增的重量是由于骨量增加。实验小鼠的总骨量增加了 800%。

Stephanie Correa 博士说道:“我立刻被这个结果所震撼。这两组实验完全没有重叠,这是我从未见过的。我马上就知道,这将是一个改变游戏规则的新方向,而且是一个令人振奋的方向,在改善女性健康方面具有潜在应用。”

当研究人员检测雌性小鼠骨骼时,他们发现这些骨骼格外密集牢固。Ingraham 说,当加州大学旧金山分校的 Aaron Fields 博士等合作者试图通过碾碎这些骨头来测试它们的机械强度时,他的设备几乎都失灵了。Ingraham 表示:“我们一些以研究骨头为主要方向的合作伙伴说,他们从未见过这么结实的骨头。以我们目前对身体如何控制骨骼生长的理解还暂时无法解释这一点。”

阻断雌激素对下丘脑作用,有望成为骨质疏松症的新突破

图|疏松骨骼和改造后小鼠骨骼的对比(来源:Candice Herber)

她补充说,“这表明,我们可能发现了一种全新的途径,可以用于改善老年妇女和其他骨质疏松的妇女,以提高她们的骨骼坚固度。

在后续的研究中,研究人员将注意力集中在下丘脑的一个特定区域——弧形核,研究人员移除弧形核中的雌激素受体,可以导致骨骼生长,他们认为在正常情况下,这些细胞会从骨骼生长中汲取能量和资源,并用于身体的其他部位。

这一发现令人兴奋和惊讶,但这种情况只出现在雌性小鼠身上。

Holly Ingraham 博士解释:“大多数神经科学家只对雄性小鼠进行研究,很少研究雌性激素,这也许可以解释为什么之前从未发现这种现象。”

她继续说,“我一直对一个问题很感兴趣,就是性激素如何使男性和女性大脑产生差异。这就是其中一个非常好的例子,这体现了这其中的差异性如此之大。”

继续探索

研究人员对小鼠实验进行了延伸,想了解在小鼠的生命周期中骨密度是如何变化的。他们注意到这些小鼠的骨密度在整个老年期都保持不变。

值得注意的是,通过移除弧形核中雌激素受体的方法,甚至能够在骨质疏松症的实验模型中逆转现有的骨质退化。科学家们在一些骨量减少了 70% 的小鼠身进行实验,移除了它们弧形核中雌激素受体,在短短几周之内,这些小鼠骨密度反弹了 50%。

在血液中,雌激素促进骨骼生长;然而,但在下丘脑,情况似乎恰好相反。

Ingraham 推测,“在青春期结束后,女性大脑中的雌激素系统会积极地将资源从骨骼生长转移到生殖等方面,这可能会导致随着女性年龄的增长,骨骼变脆弱的风险会升高。”

由于研究结果过于新颖,还很多后续工作需要做;但不可质疑,研究人员们已经为骨质疏松症的相关研究开辟了一条新途径。

Ingraham 说:“我对这个结果很不确定。如果我们的下一个实验表明,大脑会释放一种新的循环因子,促进骨骼生长,那么我们可能真的会有机会开发出一种对抗骨质疏松症的新药物。”

特别声明:以上文章内容仅代表作者本人观点,不代表新浪网观点或立场。如有关于作品内容、版权或其它问题请于作品发表后的30日内与新浪网联系。

麻省理工科技评论

麻省理工科技评论

源自麻省理工学院,关注即将商业化的创新,聚焦即将资本化的创业。

+关注
作者文章