Nature论文解读!提醒熬炼加强骨骼和免疫功效的新机制

2021年2月28日讯/BIOON/---在一项新的研讨中，来自美国德克萨斯年夜学东北医学中间的研讨职员在骨髓中发现了一种称为壁龛（niche，也译为微情况）的特别情况，新的骨细胞和免疫细胞在那边发生。他们还发现活动诱导的刺激是维持这种壁龛以及它所包括的成骨细胞（bone-forming cell）和免疫造成细胞（immune-forming cell）所必须的。这些发现独特确定了一种熬炼强化骨骼和免疫功效的新方式。相关研讨成果于2021年2月24日在线颁发在Nature期刊上，论文题目为“A mechanosensitive peri-arteriolar niche for osteogenesis and lymphopoiesis”。论文通信作者为德克萨斯年夜学东北医学中间的Sean J. Morrison博士。

从熬炼到免疫功效，图片来自Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-021-03298-5。

Morrison及其研讨团队发现行走或跑步发生的力气会从骨骼外表沿着小动脉血管传入骨骼外部的骨髓。分列在小动脉（arteriole）内部的的成骨细胞感知到这些力气，并被诱导增殖。这不仅可以造成新的骨细胞从而有助于增厚骨骼，并且成骨细胞还能排泄一种成长因子，添加在小动脉四周造成淋巴细胞的细胞的频率。淋巴细胞是让免疫体系对立感化的B细胞和T细胞。

当成骨细胞感知活动形成的压力（也便是机器力）的才能失活时，就会削减新的骨细胞和淋巴细胞的造成，招致骨骼变得更薄，下降小鼠肃清感化的才能。

Morrison博士说，“跟着年龄的增长，咱们骨髓中的情况产生了变动，担任维持骨骼质量和免疫功效的细胞变得枯竭。咱们对这种情况若何变动或许为什么这些细胞会跟着年龄的增长而削减知之甚少。过来的研讨已标明，熬炼可以改善骨骼强度和免疫功效，咱们的研讨发现了一种新的机制。”

Morrison试验室之前的研讨发现了骨骼（skeletal stem cell），这些发生了成年时期骨髓中年夜部门造成的新的骨细胞。它们是瘦素受体+（LepR+）细胞。它们分列在骨髓中的血管外侧，造成维持造血细胞（blood-forming cell）的症结成长因子。Morrison试验室还发现LepR+细胞的一个亚群能合成一种曩昔未被发现的成骨成长因子，即Osteolectin。Osteolectin通过使LepR+细胞造成新的骨细胞来匆匆进成体骨骼的维持。

在这项新的研讨中，Morrison试验室的博士后研讨员Bo Shen更细心地察看了制作Osteolectin的LepR+细胞亚群。他发现这些细胞只停留在骨髓的小动脉血管四周，并通过合成因子（SCF）来维持邻近的淋巴样祖细胞（lymphoid progenitor）。剔除Osteolectin阳性细胞中的SCF会耗费淋巴样祖细胞，并毁坏小鼠对感化作出免疫反馈的才能。

Shen说，“与咱们曩昔的研讨一路，这项研讨的发现标明Osteolectin阳性细胞为小动脉四周的成骨祖细胞和淋巴样祖细胞构建了一种特别的壁龛。扩展Osteolectin阳性细胞数目的医治干涉可以添加骨造成和免疫反馈，特殊是在老年人中。”

Shen发现，跟着年龄的增长，Osteolectin阳性细胞和淋巴样祖细胞的数目削减。他很猎奇可否旋转这一趋向，于是他在笼子里放了转轮，让小鼠可以活动。他发现这些小鼠的骨骼在活动后变得加倍强壮，而小动脉四周的Osteolectin阳性细胞和淋巴样祖细胞的数目则有所添加。这是初次标明机器刺激调理了骨髓中的壁龛。

Shen发现Osteolectin阳性细胞在它们的外表上表白了一种称为Piezo1的受体，该受体在细胞内收回旌旗灯号以相应机器力。当Piezo1从小鼠的Osteolectin阳性细胞中被剔除时，这些Osteolectin阳性细胞和它们支持的淋巴样祖细胞变得枯竭，减弱了骨骼并侵害了免疫反馈。

Morrison说，“咱们以为咱们发现了一种紧张的机制，通过这种机制，熬炼可以匆匆进免疫力并加强骨骼，而此古人们曾经发现了其他机制。”（100医药网 100yiyao.com）

参考材料：

1.Bo Shen et al. . Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-021-03298-5.

2.Mehmet Sa ma et al. . Nature, 2021, doi:10.1038/d41586-021-00419-y.

3.Researchers identify mechanism by which exercise strengthens bones and immunity

https://medicalxpress.com/news/2021-02-mechanism-bones-immunity.html