加州大学旧金山分校和加州大学戴维斯分校的研究人员发现了一种名为母脑激素（CCN3）的激素，尽管钙流失，它仍能维持母乳喂养女性的骨骼强度。这种激素有可能治疗骨质疏松症，并有助于
加州大学旧金山分校和加州大学戴维斯分校的研究人员发现了一种名为母脑激素（CCN3）的激素，尽管钙流失，它仍能维持母乳喂养女性的骨骼强度。这种激素有可能治疗骨质疏松症，并有助于治愈不同人群的骨折。该研究强调了将女性受试者纳入生物医学研究以揭示性别特异性生物过程的重要性。
加州大学旧金山分校和加州大学戴维斯分校的研究人员发现了一种新的激素 CCN3，它可以增强母乳喂养妇女的骨骼，可以治疗骨质疏松症并促进骨折愈合。
加州大学旧金山分校和加州大学戴维斯分校的研究人员解决了一个长期存在的谜团，即母乳喂养的女性如何在产奶过程中损失钙的情况下保持骨骼强健。
一种新发现的激素可以使母乳喂养的女性骨骼保持强壮，也可以帮助骨折愈合并治疗更广泛人群的骨质疏松症。加州大学旧金山分校和加州大学戴维斯分校的研究人员表明，在小鼠体内，母脑激素（CCN3）会增加骨密度和强度。
他们发表在《自然》杂志上的研究结果解决了一个长期存在的难题：即使钙从骨骼中流失以支持产奶，女性的骨骼如何在母乳喂养期间保持相对坚固。
“这些发现的一个值得注意的事情是，如果我们没有研究雌性小鼠，不幸的是，这在生物医学研究中是常态，那么我们可能会完全错过这一发现，”高级研究员 Holly Ingraham 博士说。这篇新论文的作者、加州大学旧金山分校细胞分子药理学教授。 “它强调了观察雄性和雌性动物整个生命周期对于充分了解生物学的重要性。”
骨质疏松症和雌激素的作用
全球有超过 2 亿人患有骨质疏松症，这是一种骨骼严重衰弱的疾病，可导致频繁骨折。女性绝经后患骨质疏松症的风险特别高，因为雌激素水平下降，而雌激素通常会促进骨形成。母乳喂养期间雌激素水平也较低，但在此期间骨质疏松症和骨折的情况要少得多，这表明雌激素以外的物质可以促进骨骼生长。
英格拉汉姆的实验室此前发现，在雌性小鼠（而非雄性小鼠）中，阻断大脑小区域特定神经元中发现的特定雌激素受体会导致骨量大幅增加。他们怀疑血液中的一种激素是造成超强骨骼的原因，但当时找不到它——这一探索在全球大流行期间被进一步拖延。
在这项新工作中，Ingraham 和合作者对这种成骨激素进行了详尽的研究，并最终确定 CCN3 是导致突变女性的因素。最初，研究小组对这一结果感到惊讶，因为 CCN3 不符合神经元分泌激素的典型特征。
当他们在哺乳期雌性小鼠的同一大脑区域发现 CCN3 后，他们的疑虑就消失了。如果这些选定的神经元不产生 CCN3，哺乳期雌性小鼠的骨质会迅速流失，它们的婴儿也开始体重减轻，这证实了激素在哺乳期间维持骨骼健康的重要性。基于这一发现，他们现在将 CCN3 称为母脑激素 (MBH)。
CCN3的测试和未来应用
当对年轻成年和老年雌性或雄性小鼠实施增加循环 CCN3 的策略时，它们的骨质和强度在几周内急剧增加。在一些缺乏雌激素或年龄很大的雌性小鼠中，CCN3 能够使骨量增加一倍以上。
当英格拉汉姆的科学合作者、加州大学戴维斯分校的托马斯·安布罗西博士测试这些骨头时，他对它们的强度感到惊讶。
“在某些情况下，高度矿化的骨骼并不更好；它们可能会更弱，而且实际上更容易断裂，”他解释道。 “但是当我们测试这些骨头时，结果发现它们比平常坚固得多。”
Ambrosi 仔细观察了骨骼内负责生成新骨的干细胞，发现当这些细胞暴露于 CCN3 时，它们更容易生成新骨细胞。
为了测试激素协助骨骼愈合的能力，研究人员创建了一种水凝胶贴片，可以直接应用于骨折部位，在两周内缓慢释放 CCN3。在老年小鼠中，骨折通常无法很好地愈合。然而，CCN3 补片刺激了骨折部位新骨的形成，有助于骨折的年轻愈合。
安布罗西说：“我们从未通过任何其他策略实现这种矿化和愈合效果。” “我们真的很高兴能够跟进并可能将 CCN3 应用于解决其他问题，例如软骨再生。”
研究人员计划未来对 CCN3 的分子机制、其在母乳喂养妇女中的水平以及该激素治疗各种骨骼疾病的潜力进行研究。
Muriel Babey 医学博士是加州大学旧金山分校内分泌科的共同第一作者和指导医师科学家，他热衷于探究 CCN3 如何影响临床相关疾病环境中的骨代谢。高级科学家兼该项目的联合负责人 William Krause 博士将与 UCSF Catalyst 项目合作，开始转化这些新成果。
“骨质流失不仅发生在绝经后女性身上，而且也经常发生在服用某些激素阻滞剂的乳腺癌幸存者身上；年轻、训练有素的精英女运动员；英格拉汉姆说：“老年男性在髋部骨折后的相对存活率低于女性。” “如果 CCN3 能够在所有这些情况下增加骨量，那将是非常令人兴奋的。”
参考资料：
“一种构建骨骼的母体大脑激素”作者：Muriel E. Babey、William C. Krause、Kun Chen、Candice B. Herber、Zsofia Torok、Joni Nikkanen、Ruben Rodriguez、Xiao Zhu、Fernanda Castro-Navarro、Yuting Wang， Erika E. Wheeler、Saul Villeda、J. Kent Leach、Nancy E. Lane、Erica L. Scheller、Charles K. F. Chan、Thomas H. Ambrosi 和 Holly A. Ingraham，2024 年 7 月 10 日，《自然》。
DOI：10.1038/s41586-024-07634-3
这项工作得到了美国国立卫生研究院的支持（R01DK121657-S1、NIA-1K01AG065916、5K12GM081266、K99DK129763、AG066963、R01DK132073、R01AG067740、R01AG070647、R01AG062331、 DK121657）、斯坦福飞行员奖和高级学者奖（GCRLE0320）。