中南大学Advanced Science发文,在自主神经参与骨质疏松形成研究方面取得进展
图1 自主神经通过调控神经肽Y参与骨质疏松形成的机制模式图
在国家自然科学基金项目(批准号:81670807、81871822、82072504)等资助下,中南大学湘雅医院谢辉团队发现自主神经通过调节骨细胞神经肽Y的分泌来调控骨髓间充质干细胞的成骨、成脂分化。研究成果以“骨细胞源性神经肽Y介导的神经性骨—脂失衡(Neuronal induction of bone-fat imbalance through osteocyte neuropeptide Y)”为题,于2021年10月31日在线发表在《先进科学》(Advanced Science)。论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202100808。
骨质疏松症是一种全身性骨骼疾病,病理特征包括骨量降低、骨髓脂肪堆积、骨微结构破坏等,发病机制尚未完全阐明。目前,我国骨质疏松症患者已超过8000万,主要分布于绝经后女性和老年人群。在这些人群中,自主神经功能紊乱的症状也十分常见,其是否参与了骨质疏松的形成有待研究。
该团队发现,骨组织中交感与副交感神经纤维末梢释放的神经递质去甲肾上腺素(NE)和乙酰胆碱(ACh),通过与它们各自的受体β2AR和M3R相结合,可分别促进和抑制骨细胞神经肽Y的生成。当神经肽Y产生过多时,它通过抑制cAMp/pKA/CREB信号通路,下调骨髓间充质干细胞中转录因子Tead1和JunB的表达,致使骨髓间充质干细胞的成骨分化减弱、成脂分化增强(图1)。机体在衰老或绝经(雌激素缺乏)状态下,交感神经兴奋性增强、副交感神经兴奋性减弱,造成骨组织微环境中NE含量增加、ACh含量减少,刺激骨细胞过度生成神经肽Y,促使骨髓间充质干细胞向脂肪细胞分化,引起骨—脂失衡并导致骨质疏松。该团队在衰老和绝经后骨质疏松症小鼠模型中发现,谷维素可通过抑制骨组织中NE的生成并促进ACh的生成,从而下调骨细胞神经肽Y的水平,改善骨质疏松与骨髓脂肪堆积。
该研究揭示了自主神经通过调控骨细胞神经肽Y的生成,引起骨髓间充质干细胞分化与骨代谢异常,导致骨质疏松的机制。该研究还发现谷维素可通过调节自主神经功能而改善骨质疏松,为该疾病的防治提供了新思路。