这项发现有望让骨骼“不动也能锻炼”

研究团队发现，一种特定蛋白质充当人体内部的“运动传感器”，使骨骼能够对身体活动做出反应。这一见解为开发模拟运动益处的药物开辟了可能性，为老年人、卧床患者以及面临较高骨折风险的慢性病患者带来了新希望。该研究结果发表在《信号转导与靶向治疗》期刊上。

香港大学医学院临床医学学院内科讲座教授、药学生物技术国家重点实验室主任徐爱民教授领导了这项研究，他表示：“骨质疏松症和与年龄相关的骨丢失影响着全球数百万人，常常使老年人和卧床患者容易发生骨折并失去独立性。目前的治疗方法严重依赖体力活动，而许多患者根本无法进行。我们需要先了解运动或锻炼时骨骼如何变强，才能找到在分子水平上模拟运动益处的方法。这项研究是朝着这一目标迈出的关键一步。”

为何骨丢失随年龄增长而加剧
骨质疏松症导致的骨折是一个普遍的全球健康问题。根据世界卫生组织的数据，50岁以上人群中，约三分之一的女性和五分之一的男性会因骨骼变弱而发生骨折。在香港，随着人口老龄化，其影响尤为显著，65岁及以上女性中有45%、男性中有13%患有骨质疏松症。这些骨折往往导致长期疼痛、活动能力下降和独立性丧失，同时也给医疗系统带来巨大压力。

随着年龄增长，骨骼自然会失去密度，变得更加多孔。骨髓中存在间充质干细胞，它们可以发育成骨组织或脂肪细胞。这些细胞对运动和压力等物理力量反应强烈。然而，随着年龄的增长，这种平衡发生转变，导致更多的干细胞转化为脂肪细胞而非骨细胞。

当脂肪在骨髓中积累时，会挤占健康的骨组织。这一过程进一步削弱骨骼，并形成一个当前疗法难以逆转的恶化循环。

Piezo1充当骨骼的运动传感器
通过使用小鼠模型和人类干细胞进行实验，研究人员在骨髓间充质干细胞表面发现了一种名为Piezo1的蛋白质。这种蛋白质起到机械传感器的作用，能够检测运动和锻炼过程中产生的物理力量。

在小鼠中，当Piezo1通过体力活动被激活时，它会限制骨髓中的脂肪堆积并促进新骨形成。当这种蛋白质缺失时，情况则相反：干细胞更有可能变成脂肪细胞，加速骨丢失。Piezo1的缺失还会触发炎症信号（Ccl2和lipocalin-2）的释放，进一步促使干细胞向脂肪生成方向发展，并干扰骨骼生长。研究表明，阻断这些信号有助于恢复更健康的骨骼状况。

为无法运动的人模拟运动
“我们基本上解码了身体如何将运动转化为更强壮的骨骼，”徐爱民教授说，“我们已经确定了分子运动传感器Piezo1及其控制的信号通路。这为我们提供了明确的干预目标。通过激活Piezo1通路，我们可以模拟运动的益处，有效地让身体以为在运动，即使没有实际活动。”

同一部门的研究助理教授、该研究的共同领导者王百乐博士强调了这些发现对弱势群体的重要性：“这一发现对因虚弱、受伤或慢性病而无法锻炼的老年人和患者尤其有意义。我们的发现为开发‘运动模拟药物’打开了大门——这些药物通过化学方式激活Piezo1通路，帮助维持骨量并支持独立性。”

法国国家科学研究中心分子与细胞药理学研究所团队负责人、该研究的共同领导者Eric Honoré教授强调了更广泛的潜在影响：“这提供了一种超越传统物理治疗的有前景的策略。未来，我们有可能通过靶向治疗提供运动的生物学益处，从而减缓卧床患者或行动不便者等弱势群体的骨丢失，并显著降低他们的骨折风险。”

迈向新的骨质疏松症治疗方法
研究团队目前正专注于将这些发现转化为临床应用。他们的目标是开发新的疗法，以保持骨骼强度并改善老年人和卧床者的生活质量。

这项合作研究由香港大学医学院内科药学生物技术国家重点实验室的徐爱民教授（内分泌与代谢学罗莎莉·杨教授、讲座教授兼主任）和王百乐研究助理教授共同领导。该项目还涉及法国国家科学研究中心、蔚蓝海岸大学和法国国家健康与医学研究院分子与细胞药理学研究所的Eric Honoré教授，他同时也是香港大学医学院药理学与药剂学系的客座教授。

这项研究得到了研究资助局的卓越学科领域计划和一般研究基金、中华人民共和国香港特别行政区政府卫生署卫生医疗研究基金、国家重点研发计划、国家自然科学基金、人类前沿科学计划、法国国家研究署、法国基金会、医学研究基金会以及澳门科学技术发展基金的支持。