原來凍齡的秘密藏在骨子裡!

骨原蛋白(osteocalcin)是在骨頭內製造的荷爾蒙,是骨頭中最多的蛋白之一。它可是提供治療老化相關問題(如:肌肉和記憶的流失)的明日之星!

 

Dr.G.Karsenty是90年代初一位年輕科學家,對於骨原蛋白很有興趣。他原本認為這個蛋白在骨頭的除舊布新,也就是骨頭的修整中扮演很關鍵的角色,使我們在兒童和青少年期間得以成長,受傷時得以復原。

 

為了證實這個想法,他進行了一項基因剔除實驗,將負責骨原蛋白的基因從老鼠的染色體移除。結果讓他非常沮喪,因為基因突變後的老鼠看不出有任何明顯的骨頭缺陷。然而,意外的是,他發現在骨骼正常發展的同時,老鼠很明顯地變胖,並有認知上的損傷,血糖也增加了。但其中緣由為何,當時並不理解。

 

15年後,Dr.G.Karsenty才發表了一系列的指標性論文,改變了我們對骨頭和骨架的認知。過去一直以為骨骼主要是支撐身體的機械性架構。事實上,骨頭更是一個活生生的器官,調節身體很多重要的功能,從記憶到食慾、肌肉健康、生育、新陳代謝等等。

 

Dr.G.Karsenty開創了一個新的概念,骨頭不只是一個組織礦物質化的簡單器官。骨頭和身體其他組織部位是有往來的,只是我們以前不知道罷了。

 

現在我們知道骨頭藉著自己製造的荷爾蒙(即是骨原蛋白)在血液中循環,加入信號網絡和其他器官連結。了解這些連結和許多功能的調整,有助於未來的公共衛生的措施。

 

後來,其他科學家也複製了同樣的結果,不僅如此,又發現骨頭還會製造其他新的荷爾蒙,打開了骨頭研究的全新領域。

 

轉年齡相關的衰退

老化,不可避免地會流失骨頭。人類在20歲左右,骨質密度達到頂峯。之後慢慢衰退、變弱或發展至骨質疏鬆。

 

新的研究發現骨質疏鬆,不但引起肌肉衰弱,也和我們年紀大了以後的記憶和認知問題相關。這看起來和血液中骨原蛋白的量有關聯,因骨原蛋白「主導調節」的角色,影響身體許多其他荷爾蒙的作用。

 

骨原蛋白在肌肉中增加其製造運動燃料ATP的能力。在腦中,骨原蛋白調節大部分的神經傳導物的分泌,以便產生記憶。人類中年後,循環中的骨原蛋白衰退,這時候,生理功能如:記憶和運動也大致開始衰退。

 

近年來,Karsenty進行了一連串的研究,將骨原蛋白注射給年紀大的老鼠,真的恢復了老鼠的記憶,連運動的能力也回到年輕的時候。

 

科學家發現人類自然維持骨原蛋白的方法就是運動。規律性的運動刺激骨頭製造更多的骨原蛋白,對肌肉和腦皆有益。活躍的人比久坐不動的人在認知上較不會隨年齡而衰退!

 

青少年期間運動多的人,在未來年齡大了以後,對保護骨頭和其他健康方面仍持續有效。

 

運用骨頭荷爾蒙發展新藥

骨原蛋白並不是唯一得到科學家青睞的骨荷爾蒙。Mayo Clinic的研究醫師S. Khosla正在研究一個由骨頭外層的破骨細胞製造的荷爾蒙,稱DPP4,可能是骨頭調節血糖功能的關鍵。

 

Khosla對於這個DPP4特別有興趣是因為一個治療骨質疏鬆藥物「保骼麗(Denosumab)」,暫緩骨頭流失的速度,對DPP4也有正面的影響。他在服用保骼麗的骨質疏鬆病人身上,發現對於糖尿病症狀也有改善。

 

目前他正在進行這個藥物治療糖尿病及骨質疏鬆的人體研究。

 

然而,骨原蛋白有預防老化衰退的潛能,仍是骨頭研究的主軸。許多人輕忽公共衛生指引中所推薦的運動,2017年英國心臟基金會報導英國兩千萬的成人活動力不足,Karsenty正在研究用人工的方法增加血液中的骨原蛋白,也申請了一個專利將它用來治療認知的疾病。

 

骨質疏鬆的藥只在於阻擋骨頭流失,以骨原蛋白為目標的藥經由刺激骨頭成長,可以達到更廣泛的健康效果。目前藥物研發仍有困難,尚在進行中。

 

Karsenty的研究發現,使科學家們思考著「骨頭為何要製造出如骨原蛋白的荷爾蒙?」

 

Karsenty相信答案深藏在過去的進化,進化為了生存而創造出骨原蛋白。為了逃避被捕食,骨頭必須將送信號到肌肉去跑,這需藉由骨原蛋白來調節。而為了生存也要記得到那裡找食物,或者一小時前捕食者的地點,這些記憶的過程也是由骨原蛋白來調節。

 

編譯來源:The Guardian(2020.07.04)


 

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