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不用狂灌牛奶!骨骼疏松新疗法:儿童肠道菌群有助于增强骨密度和强度

olivia chan

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骨质疏松症是老年人中常见的骨病,尤其是在绝经后的女性中。仍然需要更理想的干预措施来改善骨骼健康并预防骨质疏松症。骨骼老化和雌激素缺乏会导致骨骼重塑失衡,其特征是骨骼吸收大于骨骼形成,从而导致骨质流失甚至骨质疏松。

肠道菌群(Gut Microbia, GM)是驻留在宿主胃肠道中的微生物(细菌,真菌,病毒等)群落。宿主肠道为肠道菌群提供了生长的环境,某些肠道细菌通过调节肠道的各种生理过程(例如肠道发育,营养物质消化,免疫状态和脑功能)参与维持宿主体内稳态。最近,肠道菌群已被证明是骨稳态的调节剂,但其中的具体机制仍在研究中。我们假设某些微生物丰度的变化可能是导致骨骼重塑失衡的关键因素以及随后的骨质流失。因此,鉴定调节该过程的微生物以及如何恢复平衡的GM以预防骨质疏松症变得尤为重要。

近日,来自中南大学的谢辉实验室团队发现了儿童肠道菌群的细胞外囊泡在进入骨骼后,有助于以保持骨骼质量和强度。该研究揭示了新型“肠-骨轴”骨代谢调控模式。

研究团队发现,在常规饲养的卵巢切除术(OVX)引起的骨质疏松小鼠中,儿童(CGM)而非老人(EGM)的GM定植可防止骨量和骨强度下降。16S rRNA基因测序表明,CGM逆转了OVX诱导的Akkermansia muciniphila(Akk)减少。直接补充Akk可以纠正OVX引起的骨代谢失衡并预防骨质疏松症。

机理研究表明,CGM-和Akk需要分泌细胞外囊泡(Extracellular vesicles, EVs)诱导的骨保护作用,这些纳米囊泡可以进入并积累到骨组织中,从而通过增强成骨活性和抑制破骨细胞形成而减弱OVX诱导的骨质疏松表型。

综上所述,研究有三个主要发现,这些发现丰富了GM骨调节轴的知识。首先,儿童(CGM)而非老年人(EGM)的GM在预防OVX引起的骨质疏松中有积极作用。其次,GM中的细菌物种Akk有益于维持骨量和强度,并且可能是CGM诱导的抗骨质疏松作用的关键介质。第三,通过功能性EV从细菌到骨细胞的长距离传播,研究提出了一种新的“肠-骨轴”代谢调控模式。研究表明,富含Akk的CGM可恢复OVX引起的Akk丢失,并产生对骨骼有益的EV,最终增强OVX小鼠的骨骼质量和强度。

这项研究表明,肠道细菌Akk介导了CGM诱导的抗骨质疏松作用,并提出了一种GM与宿主骨之间信号交换的基础新的机制。

译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接:

https://doi.org/10.1002/advs.202004831


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