激素会调解大脑和骨骼之间的对话吗

骨骼虽然构成人体中最坚硬的组织，但并不是静止的结构。根据最近的研究，骨骼保持活跃的新陈代谢，并通过神经与大脑密切互动。但内分泌激素是否也在脑骨对话中发挥重要作用一直不清楚。

中国科学院深圳先进技术研究院(SIAT)的研究人员现在对这个问题有了答案。他们发现穹窿下器官 (SFO) 是大脑第三脑室上方的脑核，可感知循环中的甲状旁腺激素 (PTH) 并随后调节外周 PTH 水平。PTH 作为钙和磷酸盐平衡的强大调节剂，可能会改变骨代谢和重塑。

这项研究于 4 月 20 日发表在Neuron上。

研究人员使用小鼠模型发现，来自外周系统的 PTH 与 SFO 结合，SFO 是一种没有血脑屏障的脑室周围器官。脑切片电生理学研究和钙荧光研究表明外周PTH激活了SFO神经元。

研究人员确定了 SFO 神经元上 PTH 受体的表达。敲低 PTH 受体 1 会导致小鼠基础 PTH 水平降低以及它们对外周钙刺激的反应。

“这些结果表明，中枢神经系统(CNS)感知循环中的 PTH，而在血清 PTH 的调节过程中，大脑对 PTH 的感知也是必要的，”该研究的通讯作者、SIAT 的杨帆教授说。

此外，研究人员还研究了刺激 SFO 神经元是否可以反过来调节外周 PTH 水平。GABA 能神经元和谷氨酸能神经元都通过化学遗传学技术被激活。抑制性 GABA 能神经元的刺激导致血清 PTH 降低和骨小梁密度降低，而兴奋性谷氨酸能神经元的刺激显示出相反的效果。

“值得注意的是，GABAergic 神经元支配表达 PTH 受体 1 的 SFO 细胞，而谷氨酸能神经元支配表达 PTH 受体 2 的细胞，”杨教授说。

研究团队还研究了 SFO 下游的脑核。他们发现接受来自 SFO 的 GABA 能投射的下丘脑室旁核 (PVN) 也调节血清 PTH 水平和骨小梁代谢。

以前的研究在讨论脑骨连接时通常集中在骨骼周围的传入和传出神经纤维。现在，目前的研究人员已经揭示，通过内分泌系统的化学信号也在脑骨对话中发挥重要作用。

“传统上，穹隆下器官被视为水盐平衡的中心。我们的研究表明，SFO 远不止于此。SFO 中松散的血脑屏障结构赋予它多种感知外周体液激素的能力， ”该研究的第一作者张璐博士说。“我们预计其他心室周围器官也应该在内感受过程中发挥更多作用。”

这项研究揭示了脑-甲状旁腺-骨轴在维持骨代谢稳态中的关键作用。它还为理解如何维持骨稳态提供了新思路。