科学家发现了一种新的激素：“母体脑激素”

在实验室研究中，一种新发现的激素可以显著增强骨骼，并可能最终导致治疗骨折和骨质疏松症的新方法。

科学家们刚刚发现的这种激素，可能会解开一个长期存在的生物学之谜。

“实际上，很难证明你已经发现了一种新的激素 —— 一种化学信号，通常通过血液传播，指导远处细胞的行为。为了确定这一点，你需要确认它是在哪里产生的，它会影响哪些组织，并且它可以在血液中找到，”资深研究作者、加州大学旧金山分校细胞和分子药理学教授兼副主席霍莉·英格拉姆告诉我们。

“大多数已经被发现，所以真正发现一种新的激素是相当新奇的，”明尼苏达州罗切斯特市梅奥诊所（Mayo Clinic）的内科科学家桑迪普·科斯拉（Sundeep Khosla）博士说。他没有参与这项研究。“他们提出了一个非常有说服力的案例，证明这确实是一种新激素。”

科斯拉指出，科学家们之前在哺乳动物（包括人类）身上发现了这种物质，但他们不知道这是一种激素。根据7月10日发表在《自然》杂志上的一项新研究，这项新的研究表明，这种被研究人员称为“母体脑激素”的化学物质从大脑传递到骨形成细胞，在那里它有助于骨骼的形成。

这种骨骼构建在怀孕后开始发挥作用，这时雌激素水平急剧下降，身体开始分泌乳汁，对钙的需求急剧增加。正常情况下，雌激素能增强骨骼，防止钙流失。因此，骨骼如何在母乳喂养期间保持很大程度的强度，然后在断奶后很快恢复，目前还不清楚。

科斯拉指出，这种新激素“为我们以前不知道的整个生物学增添了重要的一部分”。更重要的是，研究人员发现，尽管这种新激素在产后很重要，但它也能促进男性骨骼的生长。

英格拉姆说：“这是一种机会均等的激素 —— 它在男性和女性的骨骼和骨骼干细胞中都起作用。如果我们能把它发展成一种疗法，它将对男性和女性都有效。”从理论上讲，这种激素可以帮助加速骨折修复，治疗骨质疏松症，防止药物治疗引发的过早骨质流失。

寻找荷尔蒙

这项新研究建立在2019年发表的一项小鼠研究的基础上，在这项研究中，英格拉姆及其同事发现了一种将骨密度和强度提高800%的方法。这种戏剧性的效果是由大脑下丘脑中的细胞介导的，下丘脑是一种产生激素的结构。阻断下丘脑特定细胞中的雌激素会加速骨骼生长。然而，这种方法只在雌性老鼠身上有效，而在雄性老鼠身上无效，这表明这种特殊的途径只存在于雌性老鼠身上。

研究人员推测，当雌激素关闭时，女性大脑中的这些细胞以某种方式促使身体将能量输送到生长的骨骼中。问题是，这些细胞如何将信息传递出去？所以在新的研究中，他们寻找一种血液传播的分子来传递信息。

这项探索就像大海捞针，因为血液中存在的激素只有“极少量”，英格拉姆表示。

研究小组首先用雌激素信号被阻断的老鼠来证实他们的罪魁祸首在血液中，因此，它们的骨头格外厚。注入这些改良小鼠血液的正常小鼠显示出惊人的骨骼生长。研究小组还将成骨干细胞和整块骨头移植到转基因小鼠的不同部位；这些移植物也显示出生长的增强，表明这种激素既有效又广泛流通。

然后，研究小组观察了下丘脑的基因活动，发现在大骨小鼠中，这些细胞中的一个特定基因非常活跃：CCN3，它编码一种蛋白质的指令。（研究人员建议，这种蛋白质现在应该被称为“母体脑激素”。）

人们对CCN3蛋白知之甚少，但从历史上看，人们并不认为它是一种激素。英格拉姆说，人们认为它应该在当地发挥作用，而不是进入流通市场。尽管如此，该小组的实验表明这种蛋白质就是他们所寻找的激素。

这一发现特别新颖，因为下丘脑分泌的激素通常会与脑下垂体（附着在大脑底部的激素制造大师）对话。脑下垂体会将下丘脑的信息传递给身体，但在这种情况下，下丘脑产生的激素“直接与骨骼对话”，科斯拉说。

研究小组甚至表明，在老年小鼠中，促骨激素可以加速骨折的愈合。

英格拉姆说：“当我看到骨折修复数据时，我知道这绝对是真的。你可以在这些2岁的雄性小鼠中 …… 看到这种修复，这太不可思议了。”

最后，科学家们发现，在产后，雌性老鼠大脑中的CCN3自然会增加。如果你阻止这种增长，老鼠的骨骼会随着它们继续分泌乳酸而迅速变弱。科斯拉说，人类体内CCN3的增加还需要证实，但小鼠的数据表明，这种激素是母乳喂养期间保持骨骼强壮的关键。不过，目前还不清楚这种开关是如何在大脑中翻转的。

“这个[产后]时期是什么让大脑、那些神经元中的这种东西变得活跃起来？”英格拉汉姆说。“我们不知道。她说：“这个谜团需要更多的工作才能解开，而且它可能只会揭示这个过程中的额外激素。”

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