科学家发现一种能使骨质翻倍的新激素

加州大学旧金山分校和加州大学戴维斯分校的研究人员解开了一个由来已久的谜团，即母乳喂养的妇女如何在因分泌乳汁而流失钙质的情况下仍能保持强健的骨骼。

一种新发现的激素能使哺乳期妇女的骨骼保持强壮，这种激素还能帮助骨折愈合并治疗更多人群的骨质疏松症。加州大学旧金山分校和加州大学戴维斯分校的研究人员发现，在小鼠体内，被称为母体脑激素（CCN3）的荷尔蒙能增加骨密度和强度。

他们的研究结果发表在《自然》（Nature）杂志上，解决了一个长期存在的难题，即在母乳喂养期间，即使骨骼中的钙被剥离以支持乳汁分泌，妇女的骨骼仍能保持相对强健。

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霍利-英格拉哈姆（Holly Ingraham）博士说："这些发现的一个显著特点是，如果我们没有对雌性小鼠进行研究（不幸的是，这是生物医学研究的常态），那么我们就可能完全错过这一发现。这凸显了研究雌雄动物的整个生命周期对于全面了解生物学是多么重要。"

全世界有 2 亿多人患有骨质疏松症，这是一种严重的骨骼衰弱，可导致频繁骨折。女性绝经后患骨质疏松症的风险尤其高，因为性激素雌激素水平下降，而雌激素通常能促进骨骼的形成。哺乳期的雌激素水平也很低，但这一时期骨质疏松症和骨折却更少见，这表明促进骨骼生长的除了雌激素，还有其他因素。

英格拉哈姆的实验室以前曾发现，在雌性小鼠体内，而不是雄性小鼠体内，阻断大脑一小块区域内特定神经元中的一种特殊雌激素受体，会导致骨量大幅增加。他们怀疑是血液中的一种荷尔蒙导致了超强的骨骼，但当时却找不到这种荷尔蒙。

在这项新研究中，英格拉哈姆及其合作者对这种造骨激素进行了详尽的搜索，最终确定CCN3是导致雌性突变的因素。最初，研究小组对这一结果感到惊讶，因为CCN3并不符合神经元分泌激素的典型特征。

当他们在哺乳期雌性小鼠的同一脑区发现CCN3后，他们的疑虑消失了。如果这些特定神经元不产生CCN3，哺乳期雌性小鼠的骨质就会迅速流失，其婴儿的体重也会开始下降，这证实了这种激素在哺乳期维持骨骼健康的重要性。基于这一发现，他们现在将CCN3称为母体脑激素（MBH）。

当对年轻成年和老年雌性或雄性小鼠实施增加循环CCN3的策略时，它们的骨量和骨强度在数周内大幅增加。在一些完全缺乏雌激素或非常年老的雌性小鼠中，CCN3能使骨量增加一倍以上。

当英格拉汉姆的科学合作者、加州大学戴维斯分校的托马斯-安布罗西博士对这些骨头进行测试时，他对这些骨头的强度感到惊讶。

他解释说："在某些情况下，高矿化度的骨骼并不是更好；它们可能更脆弱，实际上更容易断裂。但当我们对这些骨骼进行测试时，发现它们比通常的骨骼要坚固得多。"

安布罗西仔细观察了骨骼中负责生成新骨的干细胞，发现当这些细胞接触CCN3时，它们更容易生成新的骨细胞。

为了测试这种激素帮助骨骼愈合的能力，研究人员制作了一种水凝胶贴片，可以直接贴在骨折部位，在两周内缓慢释放CCN3。在老年小鼠身上，骨折通常愈合得不好。然而，CCN3贴片刺激了骨折部位新骨的形成，有助于骨折的年轻愈合。

Ambrosi说："我们从未能通过任何其他策略实现这种矿化和愈合效果。很高兴能继续跟进，并将CCN3应用于其他问题，如软骨再生。"

研究人员计划今后就CCN3的分子机制、母乳喂养妇女体内的CCN3水平以及这种激素治疗各种骨骼疾病的潜力开展研究。

第一作者之一、加州大学旧金山分校内分泌学部指导医师兼科学家穆里尔-巴贝（Muriel Babey）博士热切希望了解CCN3在临床相关疾病中如何影响骨代谢。威廉-克劳斯（William Krause）博士是一名资深科学家，也是该项目的共同负责人，他将与加州大学旧金山分校催化剂项目合作，开始转化这些新成果。

英格拉哈姆说："骨质流失不仅发生在绝经后的妇女身上，而且经常发生在服用某些激素阻断剂的乳腺癌幸存者身上；年轻、训练有素的精英女运动员身上；以及髋部骨折后相对存活率比妇女低的老年男性身上。如果CCN3能在所有这些情况下增加骨量，那将令人无比兴奋。"

编译自/ScitechDaily