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開發「模擬運動藥」 救骨質疏鬆一族

有數據顯示,香港65歲或以上人士中,多達45%女性及13%男性患有骨質疏鬆症。儘管科學證明運動能維持骨骼強健,但對於長者、卧床病人及慢性病患者等不便運動的群體而言,仍需面對較大患上骨質疏鬆的風險。

香港大學李嘉誠醫學院(港大醫學院)臨床醫學學院內科學系的研究團隊,最新研究識別出一種作為人體「運動感應器」的蛋白質,有望改善上述問題。該類蛋白質有望開發成能模擬運動效益的藥物,令骨折高危人群受惠。\大公報記者 郭如佳

脂肪細胞累積 礙骨組織生長

人體骨骼會隨着年齡增長而變得脆弱,骨質密度下降且孔隙變大增多。骨髓中的間充質幹細胞,具有發展為脂肪細胞或骨骼組織的潛力,這些幹細胞對運動與壓力等外在因素十分敏感,且在衰老過程中細胞更傾向分化為脂肪細胞。隨着脂肪細胞持續累積,會侵佔健康骨組織的生長空間,進一步削弱骨骼強度,最終形成骨質流失的惡性循環,難以透過現有的治療逆轉。

港大研究團隊利用小鼠模型及人類幹細胞,鑒定出一種特殊的「開關」─Piezo1,它是一種位於骨髓間充質幹細胞表面的蛋白質。這個開關就如「運動感應器」一樣,能偵測來自身體活動的機械信號,幫助維持骨骼強健,防止骨骼隨年齡增長而變得脆弱。在小鼠模型中,當Piezo1蛋白因身體活動被激活時,會減少骨髓中脂肪細胞堆積,並促進新骨形成。相反,若缺乏這種蛋白質,則會促進釋放炎性信號趨化因子Ccl2和lipocalin-2,使間充質幹細胞更多地轉化為脂肪細胞,導致脂肪在骨髓中累積,加劇骨質流失並阻礙新骨形成。因此,阻斷這些信號有助於恢復骨骼健康,為治療骨質疏鬆提供新方向。

幫助體弱及慢性疾病人士

領導此研究的生物醫藥技術全國重點實驗室主任、港大醫學院臨床醫學學院內科學系講座教授徐愛民表示:「我們鎖定Piezo1作為『運動感應器』及其控制的信號通路,為治療骨質疏鬆症提供明確的干預靶點。透過激活Piezo1信號通路,我們有望模擬運動帶來的益處,即使在缺乏實際運動的情況下,也能讓身體產生類似運動時的生理反應,從而達到同等的強骨護骨效果。」

共同領導此研究的同一學系助理教授(研究)王柏樂補充:「這項發現對長者及因體弱、受傷或慢性疾病而無法運動的病人別具意義。我們的研究為開發『運動模擬藥物』奠下基礎,通過化學方式激活Piezo1通路,從而幫助維持骨骼質量,支持患者維持獨立生活的能力。」

參與這項研究的法國國家科學研究中心分子與細胞藥理學研究所團隊負責人Eric Honoré教授表示:「這發現為傳統物理治療之外提供一種極具前景的新策略。未來,我們可望為卧床或行動不便等骨折高危人群,提供與運動效益相約的針對性治療,從而減緩骨質流失,並大幅降低骨折風險。」

研究團隊目前正致力將這些基礎發現轉化為臨床應用,目標是開發新型藥物療法,以保障骨骼健康,提升長者及卧床人士的生活質素。相關研究成果已發表於國際期刊《Signal Transduction and Targeted Therapy》。