一种治疗骨质疏松的药物，竟能阻止脊髓损伤

一项使用斑马鱼开展的研究发现，基因活动改变会让矿物质在脊柱中异常积聚。这一过程类似于骨骼在不该形成的位置形成，最终会使脊柱组织变得异常坚硬。研究者表示，这些结果揭示了若干生物学过程，未来可能成为腰痛治疗的靶点；同时表明斑马鱼或许能为测试潜在疗法提供有用的模型。

为何椎间盘会退化
大多数人都曾经历过腰痛。腰痛的一个重要原因，是缓冲脊柱骨骼之间压力的椎间盘逐渐退化，也就是椎间盘退变（IVDD）。虽然 IVDD 很常见，并给患者和医疗系统带来沉重负担，但目前没有药物能阻止或逆转它的发展。手术仍是唯一可用的长期治疗方式。

遗传因素会影响一个人患上 IVDD 的风险。以往研究反复发现，早期椎间盘问题与编码胶原蛋白 IX 的基因有关，这种蛋白有助于把椎间盘内部结构纤维结合在一起。

为了探究这种基因缺陷如何导致椎间盘疾病，爱丁堡大学和布里斯托大学的研究人员研究了被培育为没有该基因正常功能拷贝的斑马鱼。

斑马鱼出现类似人类的脊柱损伤
随着斑马鱼年龄增长，它们出现与人类椎间盘疾病非常相似的脊柱异常：椎体发生融合，矿物质沉积使骨骼之间的组织异常硬化。

研究人员发现，这种矿物质沉积并不是立刻开始的。首先，发育中脊柱内一层起支撑作用的骨架层开始退化；只有在这类早期结构损伤出现后，矿物质才开始沉积。

研究团队随后分析了斑马鱼体内基因活动模式，找出哪些基因变得更活跃、哪些变得更不活跃。分析结果显示，脂肪代谢出现问题，mTOR 通路也发生变化。mTOR 是一条调节细胞生长和代谢的重要通路。此外，研究还发现磷酸盐调控和维生素 A 信号通路发生变化。这些过程都与异常矿物质积聚有关。

现有骨质疏松药物减少矿物质积聚
研究人员还找到了几种可减轻脊柱损伤的方法。一种用于骨质疏松症的双膦酸盐类药物可以阻止矿物质积聚。斑马鱼被减少投喂，或接受抑制脂肪代谢的药物治疗时，脊柱融合也会减少。

研究者认为，这些结果特别强调了磷酸盐调控和脂肪代谢，这两方面可能成为未来药物开发的重点方向。

该研究由英国关节炎研究（Arthritis UK）和英国生物技术与生物科学研究理事会（BBSRC）资助，成果发表在期刊《Communications Biology》上。

手术之外的新可能
研究负责人、爱丁堡大学遗传与癌症研究所的 Erika Kague 博士说：“几十年来，手术几乎是椎间盘疾病唯一真正有效的解决办法。通过理解促使脊柱变硬的生物学机制，我们的斑马鱼研究指出了几种可能减缓病程的方法，其中包括一种已经安全用于患者的药物。仍有更多工作要做，但对一个困扰人类多年、长期以来几乎看不到治疗希望的疾病来说，这非常令人兴奋。”

英国关节炎研究负责研究交付的 Caroline Aylott 博士说：“对于英国约 950 万饱受腰痛困扰的人来说，这项研究带来了新的希望，提示潜在新疗法可能即将出现。”

她补充说：“我们很自豪能资助这样的研究，帮助揭示导致脊柱椎间盘退化背后的科学机制。腰痛是英国最常见的疾病之一，多年来困扰了数百万人。Erika Kague 博士及其爱丁堡大学团队发现了重要的遗传学证据，可能为新的治疗方式铺平道路，让我们更接近一个更少人不得不承受腰痛带来的日常疼痛和挑战的未来。”

BBSRC 生物科学与知识推进执行总监 Jef Grainger 博士说：“这项研究展示了公共资助的基础科学研究如何产生应对重大健康挑战所需的知识。通过揭示与年龄相关的椎间盘退化中健康生物学过程如何失常，该研究为未来治疗开发打开了有前景的路径。这是 BBSRC 支持的研究把科学发现转化为知识和创新、从而有可能改善人们生活的很好例子。”