揭示鍛煉誘導的鳶尾素促進骨骼重塑機制

鍛煉被吹捧為增強骨骼質量，但是它究竟如何實現這一點是一個有爭議的問題。如今，在一項新的研究中，來自美國達納-法伯癌癥研究所和哈佛大學醫學院的研究人員發現鍛煉誘導的一種激素激活在小鼠骨骼重建中起著至關重要作用的細胞。相關研究結果發表在2018年12月13日的Cell期刊上，論文標題為“Irisin Mediates Effects on Bone and Fat via αV Integrin Receptors”。

這些研究人員鑒定出這種稱為鳶尾素（irisin）的激素的受體---整合素αV，并且發現鳶尾素影響小鼠中的骨硬化蛋白（sclerostin），其中在人類中，骨硬化蛋白是骨骼結構的一種主要的細胞調節因子。這項研究有可能讓人們在未來開發出新的骨質疏松癥（osteoporosis）治療方法。在全球，骨質疏松癥每年導致890多萬例骨折。

論文通訊作者、達納-法伯癌癥研究所癌癥生物學家Bruce Spiegelman說，“這些結果有可能在代謝、肌肉骨骼生物學和鍛煉領域引發變革。我們證實鳶尾素直接作用于骨細胞（osteocyte），即骨組織中一種最為豐富的細胞類型。”

在小鼠和人類中耐力鍛煉導致骨骼肌分泌的鳶尾素與骨骼強化、卡路里燃燒和認知改善有關。然而，它的存在曾經一度引起爭議，而且它影響骨骼的機制是未知的。

哺乳動物的骨骼經歷不斷的重塑。舊有的或受損的骨骼被新細胞替換，這一過程通常始于現有骨細胞的死亡或破裂。鍛煉---以及鳶尾素---都能激活骨硬化蛋白，其中骨硬化蛋白是當給骨骼施加機械應力時，由骨細胞分泌的一種骨骼破裂因子。

Spiegelman說，“間歇性骨骼破裂似乎被理解為一種增強和重塑骨骼的信號。關于這一點的概念驗證已經存在，這是因為用于治療骨質疏松癥的甲狀旁腺激素（PTH）也是一種骨骼破裂因子。”

人們已證實小劑量的鳶尾素能夠改善小鼠的骨密度和骨強度。為了進一步研究鳶尾素的作用，這些研究人員給小鼠注射了鳶尾素6天。這種注射讓血液中的骨硬化蛋白水平升高并增加這些小鼠的骨質。此外，經過基因改造后缺乏鳶尾素的小鼠不會患上骨質疏松癥。

Spiegelman說，接下來的步驟將集中于優化不同版本的鳶尾素和鳶尾素抗體，“因此我們可能能夠通過蛋白療法來控制它的效果。我們正在研究它對脂肪組織和神經系統的影響”。

他說，鑒定出鳶尾素的分子受體是尋找對這種激素作出反應的新型細胞和組織的重要一步。