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    我国学者在压力应激诱发骨丢失研究领域取得进展

    日期 2020-09-17   来源:医学科学部   作者:窦豆 李波 李恩中  【 】   【打印】   【关闭

      在国家自然科学基金项目(批准号:81471164)等资助下,中国科学院深圳先进技术研究院杨帆研究员、王立平研究员与中国航天员科研训练中心李莹辉研究员合作,在压力应激诱发骨丢失的神经机制解析领域获得进展。研究成果以“下丘脑腹内侧区GABA能神经回路介导慢性应激性骨丢失(A GABAergic neural circuit in the ventromedial hypothalamus mediates chronic stress induced bone loss)”为题,于2020年9月10日在线发表在《临床研究杂志》(The Journal of Clinical Investigation)上。论文链接:https://www.jci.org/articles/view/136105。

      长期压力应激会导致人体出现多种疾病,包括情绪障碍、骨质疏松以及代谢异常等。早在上世纪七八十年代,临床研究就发现焦虑症或抑郁症患者的骨密度低于常人。近年来,航天医学研究发现,航天员即使长时间锻炼后骨量仍有持续性丢失,这提示密闭隔离等特殊环境造成的长期压力应激可能加剧航天员的骨丢失。以上研究提示,长期压力应激可能通过神经系统对骨代谢产生持续的负面调控作用,然而该作用的生物学机制至今尚不清楚。

      该合作团队首先在人体实验中发现了密闭隔离的空间可以导致受试者出现明显上升的焦虑情绪与骨丢失症状,确认了压力应激与骨丢失的直接相关性,然后利用不可预测慢性轻度应激小鼠模型解析了压力应激诱发骨丢失的神经机制。研究结果显示,经过慢性压力应激刺激的小鼠表现出明显的焦虑样行为,同时伴有骨丢失;通过神经环路示踪技术、光遗传学调控技术、骨分析手段,成功解析出一条由终纹床核(BNST)的生长抑素神经元与下丘脑腹内侧核(VMH)的类固醇生成因子1神经元构成的神经环路,该环路通过调控孤束核(NTS)中的兴奋性神经元和外周交感神经活动来调节慢性压力应激诱导的骨丢失症状。当动物处于焦虑状态时,BNST的生长抑素神经元被激活,进而抑制VMH的类固醇生成因子1神经元活动;而这些被抑制的类固醇生成因子1神经元减弱了对下游NTS中囊泡谷氨酸转运体神经元的兴奋作用,促使外周交感神经系统活动度升高,分泌更多的去甲肾上腺素;这些去甲肾上腺素通过作用于骨细胞上的β2受体来抑制成骨作用并促进破骨作用,最终导致骨丢失。

      该研究的发现,不仅为我们深入理解大脑调控骨代谢的神经机制提供了新的认识,也为慢性压力应激诱发的骨丢失提供了新的干预靶点。

    图. 中枢神经环路调控外周骨代谢:BNST-VMH-NTS神经环路通过调节外周交感神经活动调节慢性压力应激诱发的骨丢失过程