编辑推荐：
本综述聚焦微重力（1×10?3g）对骨组织的影响，系统梳理宇航员、动物及细胞实验数据，解析成骨细胞（osteoblasts）、破骨细胞（osteoclasts）等细胞变化及钙水平波动导致的骨重塑失衡机制，并总结常规、新兴疗法（如 BP-NELL-PEG、褪黑素等）的防治潜力。
微重力对骨组织的影响：机制与治疗策略
一、微重力环境与骨健康挑战
人类长期驻留太空面临骨健康威胁，微重力环境可导致宇航员每月丢失 1%-2% 骨量，以负重骨（如脊柱、股骨颈）受累为主。国际空间站（ISS）数据显示，失重状态打破成骨细胞与破骨细胞动态平衡，破骨细胞活性增强、成骨细胞功能抑制，引发骨密度下降及骨质疏松风险。
二、骨重塑过程与微重力作用机制
骨重塑通过 “激活 - 吸收 - 逆转 - 形成 - 终止” 五阶段维持稳态，由基本多细胞单元（BMU）调控。微重力干扰关键细胞功能：
- 成骨细胞与破骨细胞：失重状态抑制成骨细胞分化及 Ⅰ 型胶原合成，同时通过核因子 κB 受体活化因子配体（RANKL）通路促进破骨细胞前体融合，增强骨吸收。
- 骨细胞信号网络：占骨细胞 90%-95% 的骨细胞（osteocytes）通过树突状突起传递信号，微重力下调其分泌的骨硬化蛋白（sclerostin）等因子，破坏成骨 - 破骨平衡。
- 干细胞与基质细胞：造血干细胞（HSCs）和骨髓基质细胞（BMSCs）向破骨谱系分化增加，成骨分化减少，加剧骨丢失。
- 钙代谢紊乱：骨吸收释放的钙未能有效重吸收，导致血钙波动，进一步干扰骨矿化过程（如羟基磷灰石结晶沉积）。
三、模拟微重力研究模型
受限于太空实验成本，地面模拟模型成为主要研究工具：
- 人体模型：长期卧床实验模拟失重导致的体液重新分布及骨负荷减少，可检测骨密度（BMD）及生物标志物变化。
- 体外模型：利用回转器（clinostats）、随机定位机等设备模拟失重，研究细胞力学信号传导。
- 动物模型：后肢悬吊（HLU）或单肢固定模型用于观察啮齿类动物骨微结构改变，如骨小梁数量减少、厚度变薄。
四、骨丢失防治策略
- 常规管理：运动干预通过机械负荷刺激成骨，如抗阻训练可提升成骨分化标志物（如 Runx2、OCN）表达，动物实验显示胫骨加压可逆转后肢 unloading 导致的骨丢失。
- 药物疗法：
- 支持性疗法：降钙素（calcitonin）抑制破骨细胞活性，双膦酸盐（bisphosphonates）诱导破骨细胞凋亡，维生素 D 及钙剂辅助钙稳态调节。
- 新兴疗法：
- BP-NELL-PEG：肽类复合物靶向抑制破骨细胞分化，动物实验显示可减少微重力模拟下的骨吸收。
- 褪黑素（melatonin）：通过抗氧化及调节 Wnt/β-catenin 通路促进成骨，改善骨微结构。
- 分子疗法：针对 RANKL/RANK/OPG 通路的单克隆抗体（如地舒单抗）及 Sclerostin 抑制剂（如 romosozumab）正处于临床前研究阶段。
- 联合干预：机械刺激联合药物（如运动 + 双膦酸盐）显示出协同效应，可更有效抑制骨丢失。
五、未来研究方向
随着 NASA 重返月球及火星探测计划推进，揭示微重力对骨修复过程（如骨折愈合）的影响、开发长效靶向药物（如骨细胞特异性调节剂）及建立个体化风险评估模型（结合遗传与表观遗传标记）成为关键。地面模拟模型的标准化及跨物种研究转化效率提升，将为太空及地球骨质疏松防治提供更精准的策略。
结论：微重力通过多细胞网络及分子通路干扰骨稳态，现有治疗手段已初步展现防治潜力，但针对长期太空驻留的复杂需求，仍需整合力学、分子生物学及药理学的跨学科研究，以实现骨健康保护的突破。
