翻譯 | 盧大山

　　審校 | 巢栩嘉

　　骨質(zhì)疏松（Osteoporosis）是一種與衰老相關(guān)的骨骼疾病，其特征包括骨密度降低、骨骼微結(jié)構(gòu)損壞和骨折風(fēng)險(xiǎn)增加。約1/3的女性會(huì)在絕經(jīng)后會(huì)患上骨質(zhì)疏松，因此這是一個(gè)重大的公共健康問(wèn)題。通過(guò)流行病學(xué)分析、實(shí)驗(yàn)以及先進(jìn)的宏基因組和代謝組學(xué)技術(shù)，瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)（UNIGE）的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，骨骼暴露在更溫暖的外界環(huán)境時(shí)，其強(qiáng)度會(huì)增加，骨密度增加，更不容易患骨質(zhì)疏松。

　　而這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，與高溫能引發(fā)腸道菌群的組分變化有關(guān)。如果將生活在溫暖環(huán)境中的小鼠腸道菌群，移植給患有骨質(zhì)疏松的小鼠時(shí)，它們的骨骼會(huì)變得更加強(qiáng)壯且緊密。這一項(xiàng)發(fā)表于《細(xì)胞·代謝》的結(jié)果，或能為預(yù)防和治療骨質(zhì)疏松，提供了有效的新型干預(yù)方法。

　　很多生物學(xué)家都了解“艾倫法則”。19世紀(jì)的博物學(xué)家Joel Asaph Allen提出：居住在溫暖地區(qū)的動(dòng)物與在較冷環(huán)境中生存的動(dòng)物相比，在相等體積下，有著更大的表面積。實(shí)際上，更大的皮膚表面有助于更好地散熱?！霸谝淮螌?shí)驗(yàn)中，我們把剛出生的小鼠置于34℃，將熱休克對(duì)其出生造成的影響降到最小。我們發(fā)現(xiàn)這些新生小鼠長(zhǎng)出了更長(zhǎng)、更強(qiáng)壯的骨骼，這說(shuō)明骨骼生長(zhǎng)受環(huán)境溫度的影響，”日內(nèi)瓦大學(xué)醫(yī)學(xué)院糖尿病中心和細(xì)胞生理和代謝系的教授Mirko Trajkovski解釋道。但是，成年后又是怎樣呢？

　　通過(guò)將一些成年小鼠置于溫暖的環(huán)境中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它們的骨骼大小并沒(méi)有變化，但骨骼強(qiáng)度和密度得到了顯著的改善。然后，他們用切除卵巢的、具有骨質(zhì)疏松的模型小鼠重復(fù)了實(shí)驗(yàn)。論文的第一作者、Trajkovski實(shí)驗(yàn)室的研究員Claire Chevalier說(shuō)：“研究結(jié)果非常有趣，簡(jiǎn)單地提高生活環(huán)境的溫度后，小鼠的骨質(zhì)疏松就減輕了?！?/span>

　　對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)也是如此嗎？該團(tuán)隊(duì)分析了一組流行病學(xué)數(shù)據(jù)，關(guān)于全球的骨質(zhì)疏松發(fā)病率與人們居住環(huán)境的平均氣溫、緯度、鈣攝入量以及維生素D水平的聯(lián)系。他們發(fā)現(xiàn)，不管有沒(méi)有其他因素，氣溫越高，髖部骨折的發(fā)生率越低——這是骨質(zhì)疏松的一個(gè)主要后果。

　　Mirko Trajkovski說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)地理緯度與髖部骨折明顯相關(guān)，也就意味著高緯度國(guó)家的發(fā)病率比溫度較高的低緯度國(guó)家更高。而考慮到維生素D或鈣之類(lèi)等因素對(duì)疾病的影響時(shí)，并不影響這種相關(guān)性。然而，當(dāng)我們把溫度這一決定性因素排除后，這種相關(guān)性就消失了。這并不是說(shuō)，鈣或維生素D的單獨(dú)或聯(lián)合使用不會(huì)產(chǎn)生影響，只是決定性的因素還是溫度?！?/span>

　　作為微生物領(lǐng)域的專家，這些日內(nèi)瓦大學(xué)的研究人員想要了解腸道菌群在代謝調(diào)節(jié)中的作用。因此，他們把生活在 34°C環(huán)境的小鼠的菌群移植給患骨質(zhì)疏松的小鼠，而后者的骨骼質(zhì)量也迅速得到了改善。Mirko Trajkovski說(shuō)：“這些發(fā)現(xiàn)或?qū)Π瑐惙▌t進(jìn)行了延伸，發(fā)現(xiàn)了溫度衍生的一些獨(dú)立效應(yīng)，即能通過(guò)改變腸道菌群，在成年后能顯著改善骨骼的密度和強(qiáng)度?！?/span>

　　他們通過(guò)自己研發(fā)的宏基因組工具，成功地理解了腸道菌群在這一過(guò)程中發(fā)揮的作用。一旦細(xì)菌適應(yīng)了較高的溫度，它們合成和分解多胺分子的能力會(huì)受影響，這類(lèi)分子會(huì)參與機(jī)體衰老過(guò)程，特別是在骨骼方面。Claire Chevalier說(shuō)：“在熱量的作用下，細(xì)菌合成多胺的量增加，從而影響成骨細(xì)胞（制造骨骼的細(xì)胞）的活性，減少破骨細(xì)胞（降解骨骼的細(xì)胞）的數(shù)量。隨著衰老和更年期的到來(lái)，成骨細(xì)胞與破骨細(xì)胞之間的微妙平衡會(huì)被打破。而熱能通過(guò)影響一部分腸道細(xì)菌形成多胺，維持這兩種細(xì)胞之間的平衡。”因此，這些數(shù)據(jù)顯示暴露在溫暖環(huán)境中，可以作為一種預(yù)防骨質(zhì)疏松的方法。

　　這一項(xiàng)研究幫助我們更好地了解腸道菌群對(duì)代謝的影響。然而，為了將研究轉(zhuǎn)化為治療策略，科學(xué)家必須精確地鑒定某一種細(xì)菌對(duì)特定疾病的作用。在這項(xiàng)骨質(zhì)疏松研究的背后，Trajkovski教授等人已經(jīng)能鑒別出一些重要的細(xì)菌。作者總結(jié)道：“我們?nèi)孕韪倪M(jìn)我們的研究，在相對(duì)短期的目標(biāo)是確定候選菌種，并研發(fā)一些“菌群雞尾酒”方法，來(lái)治療骨質(zhì)疏松等代謝和骨骼疾病，或許還能用于提高人體對(duì)胰島素的敏感性等?！?br>
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