骨质疏松症影响全世界约2亿女性。

五分之一的女性和五分之一的50岁及以上的男性被认为在骨质疏松症的一生中经历骨折。

在美国，估计表明有超过50岁的4400万人患有这种疾病，这使其成为一个重大的公共卫生问题。

新的研究使我们更加接近了解骨质疏松症导致骨质退化的过程，以及可以解决这种疾病的潜在新方法。

这些研究结果解释了一个关键的分子动力，它解释了随着年龄的增长，我们的骨骼逐渐脆弱。

Sadanand Fulzele博士是一名骨科生物学家，在佐治亚州奥古斯塔大学的整形外科工作，是一名共同研究员，也是新论文的最后一篇作者，该论文发表在“老年学：生物科学杂志”上。
 

放大小分子罪魁祸首

Fulzele博士及其同事解释了骨形成的过程 - 从间充质干细胞开始。这些干细胞可以在我们的骨髓中找到，并且可以继续形成软骨，骨骼或骨髓中的脂肪。

影响这些细胞最终形成的因素之一是称为基质细胞衍生因子（SDF-1）的信号分子。

同一研究小组先前的研究表明，SDF-1对间充质干细胞分化为对骨骼健康至关重要的不同细胞有多么重要。

 

研究人员进行的体外和体内研究均显示该信号分子在骨形成中的关键作用。SDF-1对骨修复也很重要，可以保护骨细胞免受氧化应激，这是体内自由基和抗氧化剂之间的不平衡，最终导致DNA损伤和疾病。

此外，先前的研究表明衰老小鼠的SDF-1水平下降; 因此，在这项研究中，Fulzele博士和团队想要准确理解这种分子的水平是如何被调节的。
 

在他以前的一些研究中，Fulzele博士已经证明，一种名为microRNA-141-3p的小分子可以阻止维生素C（一种关键的抗氧化剂）进入我们的骨细胞。
 

该团队已经知道该分子可以阻止间充质干细胞分化成其他细胞，以及microRNA-141-3p随着年龄的增长而增加的事实。因此，Fulzele博士和团队假设microRNA-141-3p降低了SDF-1，这是这种小分子阻止健康骨形成的主要方式之一。

 

尽管年龄恢复正常的骨骼功能

为了测试这一点，Fulzele博士及其同事分析了来自人类和小鼠的间充质细胞。在年轻细胞中，他们发现microRNA-141-3p的水平很低。然而，在旧细胞中，该分子的水平增加了三倍。SDF-1水平的情况恰恰相反。

然后，研究人员将microRNA-141-3p注射到18-40岁成人和60-85岁接受整形外科手术的老年人的间充质干细胞中。

注射microRNA-141-3p使SDF-1水平骤降并导致干细胞产生更多脂肪而不是骨细胞。随着年龄的增长，解释研究人员，使脂肪细胞而不是骨细胞变得更容易。
 

此外，该团队还将microRNA-141-3p添加到骨细胞中，这会使骨骼功能恶化。然而，应用microRNA-141-3p抑制剂可改善骨骼功能。
 

Fulzele博士解释说，研究结果表明，有一天，使用microRNA-141-3p抑制剂可以帮助干细胞继续分化为骨细胞，尽管年龄和骨质疏松症等疾病。

 

Fulzele博士说，这种抑制剂“使骨骼功能正常化。我们认为[a]临床级抑制剂可能有助于我们在人群中做同样的事情。”

“如果你20岁并且做出了很好的骨骼，”他补充说，“你的间充质干细胞中仍然会有microRNA-141-3p。但是当你81岁并且骨骼变弱时，你会有更多的东西。 “

“你希望它在那个最佳位置，”共同对应的研究作者，来自奥古斯塔大学的干细胞研究员William D. Hill博士解释说。研究人员表示，他们计划将研究结果转移到临床前模型中，他们希望找到恢复microRNA-141-3p和SDF-1健康水平的方法。
 

“我们要做的是将其从[microRNA-141-3p]被过度表达的地方拨回来，因为老化和氧化等因素强调抑制雌激素，并将其恢复到能够有效促进更正常骨形成的范围内。“

William D. Hill博士

“我们已经确定了许多microRNA在骨髓干细胞中随着衰老而发生变化，我们正在追踪它们中的每一种，以了解它们是如何起作用的，”Hill博士补充道。

“我们开始采取更多的生物系统方法，[我们不仅仅是改变一个目标分子，而是研究这个分子网络如何随着年龄或疾病而变化，以及我们如何进入和... [...重置这些不同的途径。“