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作為“沉默的流行病”, 骨質疏松似乎已成一個不容小覷的公共衛生難題。據美國CDC發布的最新數據顯示[1],50歲+的人群中,其患病率高達12.6%,低骨量的情況更是達到43.1%。照這趨勢,預計到2025年,與年齡相關脆性骨折的經濟負擔可能將超過250億美元。
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真是讓人捏一把大汗,最近,Senolytic療法的先驅,來自西達賽奈醫療中心的Kirkland教授的最新研究說不定為你對骨質疏松癥的擔憂帶來了新的希望:“來點刺激”可能有助于恢復衰老骨細胞的功能,改善骨骼健康[2]! 織夢好,好織夢
作為一種以骨量減少、骨結構惡化為特征的骨骼J病,骨質疏松癥不僅增加了骨折的風險,更嚴重影響了患者的生活自理能力。說到骨質疏松,繞不開的一定是這倆活寶:成骨、破骨細胞。
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破骨細胞[3],是由單核細胞或巨噬細胞前體合體形成,擅長分泌酸性磷酸酶和蛋白酶溶解骨骼中的羥基磷灰石晶體,并將其吸收回血液以備不時之需[4];相對地,位于骨骼表面的成骨細胞[5]負責生成新骨,通過分泌與鈣離子結合的蛋白質,形成羥基磷灰石晶體,促進骨骼生長與礦化。
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圖注:成骨、破骨細胞平衡系統 copyright dedecms
這對骨界“雙胞胎”,在我們身體中相互配合,共同守護骨骼健康。不過,要是破骨細胞嗨過了頭,吸收骨質的速度超過了建骨速度,就會導致身體骨密度下降,引發骨質疏松風險[6]。 dedecms.com
破骨、成骨細胞的平衡很重要,但我們還得給那些被自己分泌的骨基質“封印”的骨細胞一點關注,沒錯,就是那些“樸實無華”、名字就這么簡單的骨細胞,占據骨骼的80%-90%,曾被認為只能“占位”,但在本文研究者的探索下,逐漸展示出了它們真正的實力[7]。 內容來自dedecms
不要以為深埋骨內就只能當個“吃瓜群眾”,骨細胞可以感知傳遞外部的機械刺激,所以主要負責將這種刺激轉化為細胞內信號,激活內部細胞信號通路參與骨骼的形成和重塑。而且要是稍有不慎,這些“吃瓜群眾”,很可能給你的骨骼系統來個迎頭痛擊。 織夢內容管理系統
隨著衰老,骨細胞內部的細胞骨架(即撐起細胞、維持細胞形態的結構)會發生結構變化,彈性與靈活性降低,阻礙了力的傳導,進而削弱骨細胞的力感知能力。 織夢內容管理系統
同時在外部,衰老骨細胞還會表達SASP(衰老相關分泌表型),進一步改變骨微環境,導致骨形成減少、骨吸收增加、其他骨細胞功能下降,加劇骨質疏松風險。骨密度儀國產設備廠家 本文來自織夢
為什么有這樣的變化?不如先來看看基因怎么說,對衰老骨細胞的基因表達量進行檢測后,作者發現,在骨細胞中,衰老相關基因的表達水平發生顯著變化,其中最突出的當屬Sost、Mepe和Mmp9這三個。
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其中, Sost是一種能抑制Wnt/β-catenin信號通路(在骨形成和骨重建中發揮重要作用)的蛋白,其上調表明成骨細胞的分化和骨基質的形成受到抑制,導致骨形成減少;目前骨密度儀的價格是多少 織夢好,好織夢
而Mepe是一種與骨礦化相關的蛋白,其表達增加則是因為骨細胞在試圖維持骨基質的完整性,其上調是對衰老引起的骨減少的一種適應性反應;骨密度儀的意義
對于參與細胞外基質降解的酶Mmp9.它表達的降低會導致細胞外基質降解減少,從而導致細胞外基質過度沉積,影響衰老骨細胞骨組織的彈性和功能。
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總之,這些基因的變化反映了衰老骨細胞在細胞骨架結構和機械特性上的改變,所以我們可以去檢測衰老骨細胞中的這些基因表達量,從而提前預知自己骨細胞是否已經衰老……對嗎? 織夢好,好織夢
當然不是!本項研究的作者大大提到一個觀點:目前常用的檢測衰老的生物標志物,例如SA-β-Gal活性、衰老相關基因表達等,不僅在不同細胞和組織間差異顯著,而且還受到性別等其他因素的影響,這就導致了它們的可靠性沒我們想象的那么高。 本文來自織夢
對此,作者從歷年研究中總結出了一個更合適的指標:生物物理標記物!這……生物這個詞也看得懂,物理也看得懂,這倆一結合……到底是啥?回憶一下我們之前聊的衰老引起細胞僵硬,沒錯,就是檢測骨細胞細胞骨架上的力學特性的變化(在細胞上做物理實驗,想想就刺激!)。 內容來自dedecms
說干就干,通過高級光纖干涉的納米壓痕技術,研究人員對細胞骨架模量以及膜粘彈性變化進行了延時的單細胞分析,發現衰老骨細胞在細胞骨架和細胞膜上,會發生典型的生物物理變化,包括: 本文來自織夢
細胞骨架剛度增加 copyright dedecms
利用赫茲接觸力學模型,再搭配上負載壓痕數據。研究人員發現,輻射后的骨細胞在不同時間點(D7、D14和D21)的楊氏模量(衡量材料剛度的一個指標)相比對照組明顯增加,表明細胞變得更加僵硬。 本文來自織夢
細胞膜粘彈性改變 織夢好,好織夢
與平穩的正常細胞不同,衰老細胞在納米壓痕實驗中回歸基線的過程里,出現了明顯的二次峰值,表明其細胞骨架的粘彈性質發生了改變,粘附力更高,導致細胞恢復到原始形態的速度比正常細胞慢。
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細胞形態變化
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當然,以上這些物理特性的變化,都是最直觀地反映在了衰老骨細胞的形態上。免疫熒光染色圖像還顯示,衰老骨細胞的體積膨脹,原有的勾連在一起的凸起部分(樹突網絡)斷裂,細胞邊界也是亂七八糟,完全沒有了對照組的規整模樣。 dedecms.com
串聯以上的研究結果,不難發現,隨著衰老,骨細胞的細胞骨架變得僵硬,傳遞信號的應力纖維也減少,無法有效地感知外界環境的變化并傳遞機械信號至下游靶點(例如成骨、破骨細胞),從而影響骨重塑與維持骨強度的能力,增加患骨質疏松的風險。 織夢內容管理系統
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南京科進實業有限公司成立于1996年,是國內的超聲經顱多普勒和超聲骨密度儀生產產商。公司原為東南大學校辦企業,2000年改制為股份制企業。公司現生產基地位于高新技術產業園——南京徐莊軟件園,擁有2層2400平方米的生產研發用地。旗下擁有子公司——南京澳思泰生物科技有限公司(成立于2014年,為生產型企業)。在2017年我公司也購買并入駐了高新技術產業園——南京金港科創園,擁有整層3600平方米的辦公用地。