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为探究生殖激素与骨稳态的关系,研究人员开展了 GnIH 对骨稳态调控作用的研究。结果发现 GnIH 通过抑制破骨细胞分化维持骨稳态,绿光疗法可促进 GnIH 释放防治骨质疏松。这为骨质疏松治疗提供了新方向。
在人体中,骨骼健康与多种生理过程紧密相连,其中生殖激素与骨稳态的关系一直是科学界关注的焦点。以往研究表明,下丘脑 - 垂体 - 性腺(HPG)轴相关的生殖激素对骨稳态有着重要影响,但除雌激素和雄激素外,其他上游生殖激素在骨稳态调控中的具体作用及机制尚不明确。而且,针对这些激素的现有治疗方法要么效果不佳,要么存在严重副作用。因此,深入研究其他上游生殖激素在维持骨稳态中的作用,探索防治骨科疾病的新疗法迫在眉睫。
华东师范大学等研究机构的研究人员针对这一问题展开了研究。他们发现,促性腺激素抑制激素(GnIH)作为 HPG 轴上游的关键生殖激素,在调节骨稳态和维持骨量方面发挥着不可或缺的作用。该研究成果发表在《Bone Research》上,为骨质疏松的防治提供了新的思路和方法。
研究人员主要运用了基因编辑技术、细胞培养与分化实验、动物模型构建以及多种分子生物学检测技术等。通过构建 GnIH 敲除小鼠(GnIH-/-)和 Gpr147 敲除小鼠,研究 GnIH 及其受体 Gpr147 对骨量的影响;利用细胞培养技术,观察 GnIH 对骨髓巨噬细胞(BMMs)向破骨细胞分化的作用;建立衰老、卵巢切除(OVX)和脂多糖(LPS)诱导的骨质疏松小鼠模型,探究 GnIH 的治疗效果;运用 RNA 测序、Western blotting、免疫荧光染色等技术分析相关信号通路的变化。
研究结果如下:
- GnIH/Gpr147 信号调节骨量:GnIH-/-小鼠和 Gpr147-/-小鼠的骨密度(BMD)、骨小梁体积 / 总体积(BV/TV)等骨量相关指标显著下降,表明 GnIH/Gpr147 信号在调节骨量中起关键作用。
- 敲除 GnIH 或 Gpr147 加速骨丢失:敲除 GnIH 或 Gpr147 会增强破骨细胞的数量和活性,但对成骨细胞数量和活性影响较小,说明骨质疏松主要归因于破骨细胞的激活和骨吸收的增加。
- 骨组织来源的 GnIH 调节破骨细胞生成:骨组织中的破骨细胞和成骨细胞均能分泌 GnIH,且 GnIH 表达与骨密度正相关,与破骨细胞分化负相关,表明骨组织来源的 GnIH 可调节破骨细胞分化。
- GnIH/Gpr147 调节破骨细胞分化的信号通路:通过 RNA 测序和相关实验,发现 GnIH/Gpr147 通过 PI3K/AKT、MAPK、NF-κB 和 Nfatc1 信号通路调节破骨细胞功能。
- GnIH 抑制多种因素诱导的骨丢失:在衰老、OVX 和 LPS 诱导的骨质疏松小鼠模型中,GnIH 治疗可增加骨量、抑制破骨细胞活性,且无明显毒性和副作用。
- 绿光促进 GnIH 释放并减轻 OVX 小鼠骨丢失:绿光照射可促进 OVX 小鼠下丘脑 GnIH 的转录和释放,增加骨量、减少破骨细胞数量和活性。在人体实验中,绿光疗法也能提高血清 GnIH 水平,降低骨吸收标志物水平。
研究结论表明,GnIH 在维持骨稳态中起着重要作用,它通过抑制破骨细胞分化来调控骨量。绿光疗法可促进 GnIH 释放,为骨质疏松的防治提供了一种新的潜在策略。该研究不仅加深了人们对生殖激素与骨稳态关系的理解,还为临床治疗和预防骨质疏松提供了新的靶点和方法。然而,绿光疗法的最佳治疗时长、强度以及不同人群的响应差异等问题仍需进一步研究。未来,有望基于这些发现开发出更有效的骨质疏松治疗方案,为广大患者带来福音。