金泽大学、东京医科齿科大学、冈山大学等的合作研究小组发现,太空中发生的骨质流失受到褪黑激素的抑制。
骨骼生长和维持需要刺激,在没有重力的宇宙中,钙从骨骼中释放出来,骨量减少(骨吸收)。为了解决宇航员在太空停留时间长的骨质流失问题,该研究组对破骨细胞(溶解骨骼的细胞)和成骨细胞(制造骨骼的细胞)在微重力下的行为进行了研究。
这一次,我们在国际空间站“Kibo”进行了太空实验,使用金鱼的鳞片作为骨骼模型,金鱼的鳞片显示出类似于哺乳动物骨骼的激素反应。首先,澄清了褪黑激素是一种调节昼夜节律的激素,它是在 uroko 成骨细胞中产生的,并且在外太空中参与褪黑激素合成的酶的表达减少,导致褪黑激素减少。
因此,为了研究褪黑激素在外层空间的作用,进行了一项对比实验,其中在含有褪黑激素的培养基和不含褪黑激素的培养基中培养鳞片。结果发现,在不添加褪黑激素的培养基中,只需3天的培养时间,几个破骨细胞就融合形成多核化的活性破骨细胞,促进了骨吸收。此外,发现在成骨细胞中作为促进骨吸收的因素RankXNUMX的基因表达增加,并且作为抑制骨吸收的激素降钙素的基因表达受到抑制。另一方面,在添加褪黑激素的培养基中,Rankl的表达受到抑制,降钙素的表达也正常。
由上可知,褪黑激素的减少和空间降钙素分泌的抑制是促进骨吸收的机制之一。相反,可以说褪黑激素具有刺激降钙素分泌和抑制骨吸收的作用。从这一发现来看,褪黑激素有望在未来被用作宇航员骨质流失的预防/治疗剂。