深圳先进院团队揭示调节骨代谢背后的神经机制

骨骼是人体的重要器官，其功能包括支撑、保护、运动和内分泌代谢等。随着年龄的增长，人体对钙吸收的下降，造成了骨质疏松，而雌激素分泌的减少，也被认为是造成骨质疏松的重要原因。

然而，近年来的研究表明，大脑对骨骼代谢起着重要调控作用，但这一过程中内分泌激素的作用及其背后的神经机制并不明确。

北京时间4月20日晚23时，中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所杨帆团队的最新研究成果发表于《神经元》。研发团队历时6年，首次揭示了大脑中枢神经中特定脑区—穹窿下器官（subfornical organ, SFO），通过调节甲状旁腺素，来干预骨代谢的神经机制。

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该研究中，深圳先进院杨帆研究员、深圳理工大学（筹）吕维加教授为共同通讯作者，课题组张路博士与刘念博士为论文共同第一作者。深圳先进院为第一单位。

发现调控骨代谢的重要脑区

甲状旁腺是人体的分泌腺之一，其分泌的甲状旁腺素(parathyroid hormone，PTH)对调节人体内钙磷平衡，以及骨的代谢和生成发挥着关键的调控作用。PTH分泌异常容易引起骨质疏松、高钙血症、情绪异常等疾病。

在前期的研究中，杨帆团队发现大脑中枢神经环路可以直接调节外周交感神经，进而干预骨骼代谢和功能。但哺乳动物中，中枢神经系统如何感受并调节PTH分泌，进而影响骨代谢重塑过程的生物学机制尚不明确。

对此，在该研究中，研发团队首先对甲状旁腺与中枢神经系统的解剖学及功能性连接做出了深入解析。

研究团队首先发现，通过外周注射生物素标记的PTH可以与大脑中的一个特定脑区——穹窿下器官（SFO）结合，并激活SFO神经元的活动。

“在大脑中，有一些血管丰富而缺乏健全血脑屏障的脑区，SFO脑区便是其中之一，其神经元可以与血液直接进行物质交换，因此这一特定脑区可以直接感受PTH的变化。”论文通讯作者杨帆解释道。

研究团队进一步地发现，运用化学遗传学的方法激活大脑特定脑区SFO中的GABA能神经元和Glut能神经元，会分别造成PTH激素降低或升高，进而造成骨密度的减少或增加。

“特异性激活SFO下游的PVN脑区可以使PTH升高，而激活SFO中GABA能神经元到PVN的投射环路则可以抑制外周PTH水平，同时使外周骨松质密度降低。”论文第一作者张路表示。