4月13日，国际顶级期刊《科学进展》（Science Advances）（Nature Index期刊；IF：14.136）以Research Article形式在线发布了中南大学湘雅医院运动系统损伤修复研究中心主任、国家老年疾病临床医学研究中心（湘雅医院）老年骨关节疾病研究所副所长谢辉教授团队题为“Glucocorticoid-induced loss of beneficial gut bacterial extracellular vesicles is associated with the pathogenesis of osteonecrosis”（糖皮质激素诱导的有益肠道菌胞外囊泡的减少与骨坏死发病相关）的原创性研究成果。该研究报道肠道动物乳杆菌（Lactobacillus animalis）分泌的胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）可进入宿主股骨头发挥促成骨、促成血管和抗凋亡作用，从而减轻糖皮质激素诱导的股骨头坏死，该细菌及其EVs的减少与小鼠激素性股骨头坏死的发生密切相关。谢辉教授为该论文通讯作者，陈春媛特聘副研究员为该论文第一作者，饶珊珊博士、岳涛硕士和谭艺娟技术员等为该论文的重要参与作者。中南大学湘雅医院为该论文的第一作者兼通讯作者单位。
股骨头坏死（osteonecrosis of the femoral head，ONFH）是一种好发于中青年的致残性骨骼疾病，是骨科常见的疑难病症之一，有着“不死的癌症”之称，临床表现以髋关节疼痛难忍、活动受限、跛行及下肢短缩为主。目前，我国ONFH病人已逾800万，每年新发病例在30万-40万，因该病瘫痪的人数每年达15万之多。糖皮质激素（glucocorticoid，GC）可直接引起细胞凋亡、骨形成抑制、内皮细胞损伤及血管新生能力下降等，其使用不当、长期或/和过量使用是导致ONFH的主要原因之一。
谢辉教授团队研究发现：将GC处理组小鼠与健康小鼠同窝饲养或向GC处理组小鼠移植健康小鼠的肠道菌群可明显减轻GC引起的小鼠股骨头骨量下降、骨微结构破坏、血管生成减低、成骨细胞数量减少和凋亡细胞增多。16S rRNA基因高通量测序和qRT-PCR结果显示，相对于健康对照小鼠，GC处理组小鼠粪便中的Lactobacillus animalis显著减少。研究人员向GC处理组小鼠移植Lactobacillus animalis，发现小鼠ONFH表型比对照组明显减轻。机制研究表明：Lactobacillus animalis分泌的EVs（L.animalis-EVs）在体外能进入骨细胞、成骨细胞、骨髓间充质干细胞和血管内皮细胞，抑制GC引起的上述细胞凋亡，促进其存活/生长，并能减弱GC对骨髓间充质干细胞成骨分化和内皮细胞血管新生的抑制作用；在体内，L.animalis-EVs能进入小鼠股骨头，其丰度在GC处理后明显减低，向GC处理组小鼠补充L.animalis-EVs可明显缓解GC引起的ONFH表型；蛋白质谱分析结果提示，L.animalis-EVs的护骨功能与其富含的功能性蛋白有关。
谢辉教授团队长期致力于骨骼疾病发病机制及防治研究。他们前期已率先探明儿童肠道菌群及其富含的益生菌Akkermansia muciniphila释放的EVs可穿过肠道屏障进入骨组织对抗骨质疏松症动物模型骨丢失（Adv Sci 2021, 8: 2004831），又通过上述研究证实肠道菌Lactobacillus animalis分泌的EVs经肠入骨对抗GC性ONFH，进一步揭示肠道菌EVs介导的“肠-骨轴”代谢调控模式对骨稳态维持的重要性。
论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abg8335
Science Advances-2022-Chen CY.pdf
Science Advances-2022-SM-Chen CY.pdf
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