中樞神經(jīng)環(huán)路調(diào)控外周骨代謝
　　骨骼疼痛、身高變矮、駝背、骨折等是骨質(zhì)疏松的常見癥狀。近年來有專家指出，隨著社會生活節(jié)奏的加快，人們在長期壓力下產(chǎn)生的焦慮等情緒，可能會引發(fā)骨質(zhì)疏松，但其背后的神經(jīng)機(jī)制并不清楚。
　　日前，《臨床研究雜志》在線發(fā)表了中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院（以下簡稱深圳先進(jìn)院）團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國航天員科研訓(xùn)練中心取得的最新研究成果。該成果首次發(fā)現(xiàn)一條全新神經(jīng)環(huán)路，揭示了慢性壓力應(yīng)激引發(fā)骨丟失的神經(jīng)機(jī)制，為壓力應(yīng)激導(dǎo)致的骨丟失提供新的治療靶點(diǎn)。
　　焦慮導(dǎo)致骨密度下降
　　早在上世紀(jì)七八十年代，臨床研究就發(fā)現(xiàn)焦慮癥或抑郁癥患者的骨密度低于常人。在航天醫(yī)學(xué)中，傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為航天員骨丟失是由于外太空環(huán)境的重力缺失引起的。然而，近年來的研究發(fā)現(xiàn)，航天員即使長時(shí)間鍛煉后骨量仍有持續(xù)性丟失，這表明密閉隔離等特殊環(huán)境造成的慢性壓力應(yīng)激可能加劇航天員的骨丟失。
　　基于在臨床醫(yī)學(xué)及航天醫(yī)學(xué)中觀察到的現(xiàn)象，研究團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)大膽的猜想：長期密閉隔離造成的慢性壓力應(yīng)激所產(chǎn)生的焦慮情緒，可能加劇了骨丟失。
　　為找到直接證據(jù)，合作研究團(tuán)隊(duì)開展了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。他們首先在人體實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，密閉隔離空間使受試者的焦慮情緒出現(xiàn)明顯上升，并出現(xiàn)骨丟失癥狀。在受試者的血液樣本中，與焦慮相關(guān)的去甲腎上腺素濃度升高，而與骨密度相關(guān)的成骨標(biāo)志物濃度降低。
　　為解析焦慮情緒誘發(fā)骨丟失背后的神經(jīng)機(jī)制，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建出慢性壓力應(yīng)激小鼠模型。密閉、高空以及高濕度被認(rèn)為是產(chǎn)生焦慮應(yīng)激的三種環(huán)境。研究人員通過每天隨機(jī)選用這三種環(huán)境，對小鼠進(jìn)行為期4~8周的慢性刺激。觀察發(fā)現(xiàn)，長期慢性壓力應(yīng)激的小鼠表現(xiàn)出了明顯的焦慮樣行為。而對小鼠骨骼的掃描顯示，處在壓力應(yīng)激組的小鼠的骨密度明顯低于正常對照小鼠。
　　該結(jié)果再次在實(shí)驗(yàn)動物水平驗(yàn)證了壓力應(yīng)激性焦慮與骨丟失的相關(guān)性，為后續(xù)神經(jīng)機(jī)制解析提供了很好的動物模型。
　　“該研究首次在人體實(shí)驗(yàn)水平和實(shí)驗(yàn)動物水平驗(yàn)證了慢性壓力應(yīng)激與骨密度下降之間的相關(guān)性，并深入解析了其生物學(xué)機(jī)制?！闭撐墓餐ㄓ嵓肮餐谝蛔髡?、深圳先進(jìn)院研究員楊帆表示。
　　六年探索 追根溯“元”
　　為何焦慮會影響骨密度的下降，大腦內(nèi)部究竟是什么在發(fā)號施令？
　　大腦就像一個(gè)司令總部，接受外部信號，對其處理分析后再向外周系統(tǒng)發(fā)布指令。大腦前腦中存在一個(gè)叫作終紋床核的腦區(qū)，能夠調(diào)節(jié)焦慮情緒；研究人員在這一腦區(qū)發(fā)現(xiàn)了一類抑制性神經(jīng)元，當(dāng)動物出現(xiàn)焦慮情緒時(shí)，這類神經(jīng)元被激活，將“焦慮”信息傳遞到下丘腦中的神經(jīng)元。
　　研究人員利用光遺傳調(diào)控技術(shù)發(fā)現(xiàn)，激活這條從前腦到下丘腦的環(huán)路，可以誘發(fā)焦慮及骨丟失；抑制這條環(huán)路，可以預(yù)防壓力應(yīng)激誘發(fā)的焦慮及骨丟失。他們進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，下游腦干部位的特定神經(jīng)元也接收了這條環(huán)路的“焦慮”指令，且能誘發(fā)明顯的骨密度下降癥狀。
　　“慢性壓力應(yīng)激首先會激活前腦中調(diào)節(jié)焦慮腦區(qū)的抑制性神經(jīng)元，該類神經(jīng)元能夠逐級影響下丘腦和腦干的神經(jīng)活動，促使外周交感神經(jīng)系統(tǒng)活動度升高，通過分泌更多的去甲腎上腺素作用于成骨細(xì)胞，最終誘發(fā)了骨密度的下降?！闭撐墓餐谝蛔髡邉⑦\(yùn)輝說。
　　從早期的人體實(shí)驗(yàn)和動物模型，到發(fā)現(xiàn)一類傳遞“焦慮”指令的神經(jīng)元，再從神經(jīng)元推導(dǎo)出一條全新的神經(jīng)環(huán)路，研究團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)六年，解析出一個(gè)完整的焦慮誘發(fā)骨密度下降的神經(jīng)機(jī)制。
　　治療骨質(zhì)疏松有了新策略
　　骨質(zhì)疏松、骨質(zhì)下降是我國重要的公共衛(wèi)生問題之一。骨密度和骨質(zhì)量的下降，容易導(dǎo)致骨折等問題；鈣片等補(bǔ)充鈣元素的保健類食品，并不能完全緩解骨密度下降。而這一新研究為臨床骨丟失提供了新的機(jī)制解釋，可能帶來新的干預(yù)策略。
　　北京大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院副院長、北京大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究所副所長王韻表示，該研究成果不僅有助于深入理解焦慮狀態(tài)大腦調(diào)控骨代謝的機(jī)制，明確調(diào)控骨代謝的中樞靶點(diǎn)，還將為臨床制定干預(yù)情緒障礙誘發(fā)的策略提供新思路。
　　“該重要機(jī)制的發(fā)現(xiàn)，為我們深入理解大腦調(diào)控外周臟器功能的神經(jīng)機(jī)制提供了新思路，也為系統(tǒng)研究密閉環(huán)境下大腦與機(jī)體代謝和內(nèi)分泌功能之間的相互作用機(jī)制提供了新視角?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡?、深圳先進(jìn)院研究員王立平表示。
　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1172/JCI136105
　?。ㄔd于《中國科學(xué)報(bào)》 2020-09-18 第1版 要聞）