《Military Medical Research》:Targeting the central and peripheral nervous system to regulate bone homeostasis: mechanisms and potential therapies
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本综述深入探讨了神经系统与骨骼稳态的联系,揭示了中枢和外周神经系统在骨代谢中的关键作用,为骨质疏松等疾病的治疗提供了新思路(OP)。
骨骼是一个动态器官,其稳态由成骨细胞(Osteoblasts)、破骨细胞(Osteoclasts)和骨细胞(Osteocytes)共同维持,受激素、机械负荷和系统性因素调控。
骨质疏松症(OP)是全球最常见的
骨代谢异常疾病之一,其特征是骨脆性增加和骨折风险上升。神经系统在感知和调节身体稳态中起核心作用,与骨骼功能存在复杂相互作用。
本综述详细讨论了
中枢神经系统(CNS)中特定脑核团与
骨骼稳态的联系,包括腹内侧下丘脑(VMH)、弓状核(ARC)、室旁核(PVN)、杏仁核(Amygdala)和蓝斑核(LC)。例如,VMH通过调节血清素(Serotonin)合成和相关信号通路影响骨量;ARC中的AgRP神经元和POMC神经元通过多种信号分子(如PDK1、NPY)调节骨代谢。此外,外周神经纤维在骨骼中的分布和功能也至关重要,感觉神经纤维(如CGRP、SP、NGF)和交感神经纤维(如NE、NPY)通过释放
神经递质和神经肽影响骨细胞活性,进而调节骨形成和吸收。
在
骨折愈合过程中,神经系统的调节作用尤为关键。CGRP在骨折部位表达上调,其缺失会阻碍骨折愈合;NGF-TrkA信号通路通过促进感觉神经纤维生长和骨细胞分化,加速骨折修复。此外,交感神经的NE通过不同受体亚型(如β1-AR、β2-AR)对骨代谢产生复杂影响,而副交感神经的ACh则通过调节骨细胞中的相关受体(如M3R、α7)影响骨质量。
除了上述
神经调节机制,其他中枢神经系统信号分子如瘦素(Leptin)、神经调节肽U(NmU)、内源性大麻素(Endocannabinoids)、血清素(5-HT)和CART等也通过各自独特的信号通路和受体网络调节骨代谢。例如,Leptin通过下丘脑-交感神经轴和CART通路调节骨量;5-HT在中枢和外周水平通过不同受体亚型(如5-HT2A、5-HT2B)对骨代谢产生双重影响。
综上所述,神经系统通过多种神经纤维、神经递质和信号通路与骨骼系统相互作用,调节骨代谢和骨折愈合。这些发现不仅深化了我们对骨骼稳态的理解,还为开发基于神经系统调节的骨质疏松和骨折治疗新策略提供了理论依据。未来研究需进一步探索神经-骨界面的复杂机制,开发更精准的神经调节疗法,以改善骨骼健康。
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