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      中南大學(xué)湘雅醫(yī)院沈璐教授、謝輝教授團(tuán)隊揭示“骨-腦軸”信息傳遞的新機(jī)制

      2022-12-06 06:52:52中南大學(xué)湘雅醫(yī)院
      首都食品與醫(yī)藥 2022年10期
      關(guān)鍵詞:湘雅醫(yī)院中南大學(xué)骨細(xì)胞

      5月4日,國際頂級期刊《尖端科學(xué)》(Advanced Science)(IF:16.806;中科院一區(qū)Top期刊)以Research Article形式在線發(fā)布了中南大學(xué)湘雅醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科主任沈璐教授團(tuán)隊、運(yùn)動系統(tǒng)損傷修復(fù)研究中心主任謝輝教授團(tuán)隊題為“The Protective Effects of Osteocyte-Derived Extracellular Vesicles Against Alzheimer's Disease Diminished with Aging”(骨細(xì)胞來源胞外囊泡的抗阿爾茨海默?。ˋD)的保護(hù)作用隨衰老而減弱)的最新研究成果。該研究發(fā)現(xiàn)了年輕骨細(xì)胞來源的胞外囊泡(OCY-EVs)可進(jìn)入腦中改善AD小鼠的認(rèn)知功能,抑制其分泌則AD小鼠認(rèn)知功能損害加重,首次揭示“骨-腦軸”信息傳遞參與AD調(diào)控,為AD防治提供了新思路。

      AD是一種進(jìn)行性神經(jīng)退行性疾病,其主要特征是以記憶為主的認(rèn)知功能全面下降。AD的發(fā)病機(jī)制包括β-淀粉樣蛋白(Aβ)沉積和神經(jīng)原纖維纏結(jié),導(dǎo)致小膠質(zhì)細(xì)胞活化、突觸缺陷和神經(jīng)元丟失等。衰老過程中,Aβ生成增加與降解減少導(dǎo)致Aβ沉積。骨質(zhì)疏松癥(OP)是一種全身性骨骼疾病,其特征是骨密度降低和骨微結(jié)構(gòu)退化,從而導(dǎo)致骨脆性和骨折易感性增加。AD和OP都是與衰老相關(guān)的常見退行性疾病,臨床流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)兩者密切相關(guān)。AD與OP之間明確的病理關(guān)系有待深入探索。

      骨細(xì)胞(OCY)是人體中與神經(jīng)元最類似的細(xì)胞,其半壽期長達(dá)數(shù)十年(大腦神經(jīng)元壽命與人體壽命相等),一個人的骨骼中OCY的數(shù)量達(dá)到約420億個(大腦神經(jīng)元數(shù)量約為860億個),每個OCY具有15-106個向外延伸的樹狀突觸,其樹狀突觸長度總和達(dá)到約17.5萬千米(大腦神經(jīng)元突觸長度總和約16.5萬千米)。OCY的胞外囊泡(EVs)分泌量大,這也類似于神經(jīng)元豐富的分泌特性。自主神經(jīng)遞質(zhì)受體在骨細(xì)胞有高豐度的表達(dá)。壽命長、數(shù)量多、輻射廣、EVs分泌量大、神經(jīng)遞質(zhì)受體表達(dá)量高,這些類似于神經(jīng)元的特性提示OCY是人體內(nèi)適合感應(yīng)、傳遞、放大信號的骨骼“智能細(xì)胞”,其在骨骼內(nèi)及整個身體內(nèi)的代謝調(diào)控作用值得深入研究。

      沈璐教授、謝輝教授團(tuán)隊的研究首先發(fā)現(xiàn)AD患者的骨密度水平低于認(rèn)知正常人群,并且AD患者血漿中含更多的OCYEVs。隨后,基于該團(tuán)隊率先構(gòu)建的OCY-EVs示蹤轉(zhuǎn)基因小鼠模型,通過在體熒光成像系統(tǒng)觀察到OCY-EVs在生理和病理條件下均可從骨骼轉(zhuǎn)運(yùn)到大腦中。然后,從2月齡或16月齡小鼠的原代OCY中分離EVs(OCYYoung-EVs或OCYAged-EVs),發(fā)現(xiàn)OCYYoung-EVs可以改善APP/PS1轉(zhuǎn)基因AD模型小鼠早期或晚期的認(rèn)知功能障礙,而OCYAged-EVs無此作用。此外,在Aβ40誘導(dǎo)的年輕AD模型小鼠中,髓內(nèi)注射Rab27a-shRNA腺病毒可抑制OCYYoung-EVs分泌并加重該小鼠認(rèn)知功能障礙。最后,通過蛋白質(zhì)組學(xué)定量分析發(fā)現(xiàn)OCYYoung-EVs中富集了多種潛在抗AD分子。上述研究表明OCYYoung-EVs介導(dǎo)“骨-腦軸”發(fā)揮抗AD作用,揭示了一種新的骨-腦信息交換機(jī)制,為AD防治提供了新靶標(biāo)與新思路。

      中南大學(xué)湘雅醫(yī)院沈璐教授和謝輝教授為該論文的共同通訊作者,神經(jīng)內(nèi)科江亞凌博士和運(yùn)動系統(tǒng)損傷修復(fù)研究中心王振興助理研究員為該論文共同第一作者。中南大學(xué)湘雅醫(yī)院為該論文第一作者兼通訊作者單位。

      (中南大學(xué)湘雅醫(yī)院)

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