近日,國際頂級期刊《Advanced Science》以Research Article形式線上發佈了中南大學湘雅醫院運動系統損傷修復研究中心主任謝輝教授團隊題為“Extracellular vesicles from child gut microbiota enter into bone to preserve bone mass and strength”(胞外囊泡介導兒童腸道菌群的護骨功效)的最新研究成果。該研究探明兒童腸道菌群中的益生菌Akkermansia muciniphila通過釋放胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)到骨組織中發揮促進骨形成和抑制骨吸收的功效,進而減輕絕經後骨質疏鬆症小鼠模型骨遺失,為骨質疏鬆症的防治提供了新思路。
絕經後骨質疏鬆症是指由於女性絕經後雌激素分泌减少導致的骨量减低、骨微結構退化,造成骨脆性新增、從而易發生骨折的全身性骨病。骨質疏鬆症性骨折輕則影響機體功能,重則致殘甚至致死。骨質疏鬆症沒有明顯的早期症狀,囙此被稱為“隱形殺手”,很容易被人們忽視。現時,全球有大約2億骨質疏鬆症患者,我國約有8000萬骨質疏鬆症患者,居全球之首。這些患者中絕大多數為絕經後女性。
謝輝團隊研究發現,將處於快速生長期的兒童的腸道菌群移植到絕經後骨質疏鬆症模型(雙側卵巢切除小鼠)體內,可有效減輕骨遺失、改善骨微結構、提高骨力學性能,而移植老年人的腸道菌群則沒有骨保護效果。16S rRNA基因高通量測序結果顯示,相對於對照組(假手術組)小鼠,去卵巢小鼠糞便中的益生菌Akkermansia muciniphila顯著减少;兒童腸道菌群富含Akkermansia muciniphila,老年人的腸道菌群中該菌的含量則顯著下降,移植了兒童腸道菌群的去卵巢小鼠的糞便中該益生菌的含量明顯回升。研究人員進一步證實,單純移植該益生菌也能明顯緩解去卵巢小鼠骨代謝失衡、改善骨微結構並提高小鼠的骨量和骨强度。機制研究結果表明,兒童腸道菌群及Akkermansia muciniphila釋放的EVs可以進入骨組織直接發揮促成骨、抑破骨作用,從而減輕雌激素缺乏引起的骨微結構退化及骨量和骨强度下降。該研究探明了兒童腸道菌群及其富含的益生菌Akkermansia muciniphila的骨保護功效,並揭示了一種由腸道菌功能性EVs介導的新型“腸-骨軸”骨代謝調控模式,為骨質疏鬆症的防治提供了新思路。
中南大學湘雅醫院謝輝教授為該論文的唯一通訊作者,劉江華博士和陳春媛博士為該論文的共同第一作者。中南大學湘雅醫院為該論文的第一作者兼通訊作者單位。謝輝教授團隊已獲得了一項關於益生菌Akkermansia muciniphila及其EVs的抗骨質疏鬆作用的國家發明專利授權,將推進益生菌Akkermansia muciniphila及其EVs製劑的研發和產業化,用於骨質疏鬆症及骨折防治。
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