線粒體損傷與骨質(zhì)疏松的關(guān)系

骨質(zhì)疏松癥的一些危險因素是無法避免的，如高齡和女性或家族史。但其他的可能像吸煙、喝酒、服用某些藥物或接觸環(huán)境污染物。然而，到目前為止，研究人員還不知道這些暴露與骨質(zhì)流失有什么關(guān)系。

賓夕法尼亞大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項新研究揭示了這些因素與骨質(zhì)疏松癥相關(guān)的可能機制。研究人員在FASEB雜志上報道，線粒體——關(guān)鍵的細(xì)胞器和能量發(fā)生器——的損傷導(dǎo)致了稱為破骨細(xì)胞的細(xì)胞的增殖，破骨細(xì)胞負(fù)責(zé)分解骨骼。他們在培養(yǎng)細(xì)胞和動物模型中發(fā)現(xiàn)了這些效應(yīng)。

賓夕法尼亞大學(xué)生物化學(xué)家Narayan Avadhani說：“在正常個體中，骨降解和重建的過程是以非常平衡的方式進行的，但在某些人身上，它們會以某種方式產(chǎn)生更多的破骨細(xì)胞，這將導(dǎo)致骨質(zhì)流失和骨質(zhì)疏松。還有獸醫(yī)和資深作者。“我們在這篇文章中表明，當(dāng)線粒體的功能受到影響時，它不僅會影響能量的產(chǎn)生，還會觸發(fā)一個應(yīng)激信號，誘導(dǎo)破骨細(xì)胞過度產(chǎn)生?！?

Avadhani的實驗室研究了線粒體功能障礙對許多現(xiàn)象的影響，包括癌癥和肝病。在這里，科學(xué)家們正與西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院的Mone Zaidi實驗室合作，密切關(guān)注線粒體問題如何影響一種叫做巨噬細(xì)胞的免疫細(xì)胞。

巨噬細(xì)胞是免疫系統(tǒng)的第一線，吞噬消化外來入侵者。然而，巨噬細(xì)胞也可以多樣化，并在適當(dāng)?shù)臅r候轉(zhuǎn)化為破骨細(xì)胞。

為了了解線粒體損傷是如何通過巨噬細(xì)胞的作用與骨質(zhì)疏松相關(guān)的，研究人員在實驗室培養(yǎng)的小鼠巨噬細(xì)胞中誘導(dǎo)了一種關(guān)鍵酶的損傷，該酶負(fù)責(zé)線粒體和細(xì)胞色素氧化酶c的能量產(chǎn)生，這導(dǎo)致巨噬細(xì)胞釋放與炎癥反應(yīng)相關(guān)的各種信號分子，似乎它們也在成為破骨細(xì)胞的路上。

仔細(xì)觀察正在發(fā)生的事情，他們觀察到一種RANK-L的異?，F(xiàn)象，RANK-L是一種關(guān)鍵分子，有助于調(diào)節(jié)骨重建的過程，并被骨細(xì)胞釋放，作為誘發(fā)骨折的手段。當(dāng)線粒體受損時，它們會經(jīng)歷應(yīng)激信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，并以更快的速度轉(zhuǎn)化為破骨細(xì)胞，即使RANK-L水平較低。這些破骨細(xì)胞導(dǎo)致更多的骨吸收或分解。

“在某些方面，線粒體壓力信號甚至可能取代RANK-L，”Avadhani說。“我們現(xiàn)在不知道，但我們計劃進一步調(diào)查?！?

研究人員在小鼠模型中證實了他們的發(fā)現(xiàn)，結(jié)果顯示導(dǎo)致線粒體功能障礙的突變動物中破骨細(xì)胞的生成增加。此外，它們的巨噬細(xì)胞具有較高的吞噬水平，這是免疫細(xì)胞吞噬和“吃掉”入侵者的過程。研究人員認(rèn)為，這種吞噬能力的增強可能是線粒體缺陷人群其他一些生理問題的原因。

因為一些看似促進骨質(zhì)疏松的環(huán)境危險因素，如吸煙和一些藥物，也會影響線粒體功能，研究小組認(rèn)為，這種壓力信號可能是影響骨骼健康的一種方式。

該小組未來的研究，包括破骨細(xì)胞功能和骨骼健康專家西奈山的扎伊迪，可能會研究如何保護線粒體功能以預(yù)防骨質(zhì)疏松癥。

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