香港大学李嘉诚医学院临床医学院内科学系的研究人员发现了一种生物学过程，可以解释体育锻炼如何帮助维持骨骼强健。这项发现有望为骨质疏松症和骨质流失的治疗带来新的方法，尤其适用于那些无法进行锻炼的人群。

“骨质疏松症和与年龄相关的骨质流失影响着全球数百万人，常常使老年人和卧床不起的患者容易发生骨折并丧失自理能力，”香港大学医学院临床医学院医学系讲座教授、国家药物生物技术重点实验室主任徐爱民教授说道，他领导了这项研究。“目前的治疗方法很大程度上依赖于体育锻炼，但许多患者根本无法做到。我们需要了解运动或锻炼如何增强骨骼，才能找到在分子水平上复制运动益处的方法。这项研究是朝着这个目标迈出的关键一步。”

为什么骨质流失会随着年龄增长而加剧

骨质疏松症引起的骨折是一个普遍存在的全球性健康问题。据世界卫生组织统计，50岁以上的女性中约有三分之一、男性中约有五分之一会因骨骼脆弱而发生骨折。在香港，随着人口老龄化，骨质疏松症的影响尤为显著，65岁及以上的女性中，骨质疏松症的患病率高达45%，男性则为13%。这些骨折往往会导致长期疼痛、行动不便和丧失独立生活能力，同时也给医疗系统带来巨大压力。

随着年龄增长，骨骼密度自然下降，孔隙度增加。骨髓中含有间充质干细胞，它们可以分化成骨组织或脂肪细胞。这些细胞对运动和压力等物理力反应强烈。然而，随着时间的推移，衰老会打破这种平衡，导致更多干细胞转化为脂肪细胞而非骨细胞。

当脂肪在骨髓内积聚时，会挤占健康骨组织的生存空间。这一过程会进一步削弱骨骼，形成恶性循环，而目前的疗法难以逆转这一过程。

Piezo1 用作骨骼运动传感器

研究人员利用小鼠模型和人类干细胞进行实验，发现了一种名为Piezo1的蛋白质，它位于骨髓间充质干细胞的表面。这种蛋白质发挥着机械传感器的作用，能够检测运动过程中产生的物理力。

在小鼠体内，当运动激活Piezo1蛋白时，它可以限制骨髓中脂肪的积累并促进新骨形成。而当这种蛋白缺失时，则会发生相反的情况。干细胞更容易分化为脂肪细胞，从而加速骨质流失。Piezo1蛋白的缺失还会触发炎症信号（Ccl2和脂质运载蛋白-2）的释放，这些信号进一步促使干细胞生成脂肪，并干扰骨骼生长。研究表明，阻断这些信号有助于恢复健康的骨骼状态。

模拟运动，帮助无法活动的人

“我们已经基本破解了人体如何将运动转化为更强健的骨骼，”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，我们可以模拟运动带来的益处，有效地欺骗身体，使其误以为自己正在运动，即使在没有实际运动的情况下也是如此。”

同系助理研究教授、该研究的共同负责人王百乐博士强调了这项研究成果对弱势群体的重要性。“这项发现对老年人和因体弱、受伤或慢性疾病而无法锻炼的患者尤其意义重大。我们的研究成果为开发‘运动模拟剂’——即通过化学方式激活Piezo1通路以帮助维持骨量和支持独立生活的药物——打开了大门。”

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、该研究的共同负责人埃里克·奥诺雷教授强调了这项研究更广泛的潜在影响。“这提供了一种超越传统物理疗法的有前景的策略。未来，我们或许可以通过靶向治疗，使患者获得运动带来的生物学益处，从而减缓卧床不起或行动不便等弱势群体的骨质流失，并大幅降低他们的骨折风险。”