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摘要随着人口老龄化和社会发展节奏加快，骨质流失，记忆丧失、焦虑和抑郁等共患疾病变得越来越普遍，严重危害人民健康和社会经济发展。近年来，已有多项最新研究结果表明，中枢神经系统功能异常与多种骨骼疾病的关系十分密切:焦虑抑郁等中枢神经疾病可以导致骨质疏松症等骨疾病;在骨骼疾病的病理发展过程中，中枢神经同样表现出功能异常。如类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis，RA)是一种以慢性、炎症性滑膜炎为主要特征的系统性自身免疫疾病，除了关节病理损伤外，RA病人还会出现精神神经症状，包括焦虑、抑郁、精神分裂及神经退行性病变等。RANKL（Receptor activator ofnuclear factor kappa-B ligand，RANKL）是一种重要的调节骨代谢的骨泌因子，已被证明在调节骨代谢和维持机体内稳态中发挥重要的作用。在RA病理状态下，RANKL对RA的发生发展以及RA引起的骨丢失中也扮演重要的角色。然而，迄今为止RANKL如何作用于中枢神经系统及内在调控机制尚不清晰。本研究旨在探讨骨源性RANKL调节中枢神经系统的机制。我们利用神经回路追踪、光遗传学、电生理记录和骨代谢分析等技术阐述RANKL对中枢神经系统的作用。我们发现孤束核(Nucleus tractus solitarii，NTS)是RANKL作用于中枢神经系统的主要脑区之一。NTS不仅感知外周迷走神经活动，还可以感知骨源因子RANKL的水平;RANKL结合NTS中的GABA能神经元后可以抑制其活动度，进而兴奋交感神经系统诱导骨丢失。相反的是，NTS脑区GABA能神经元的激活可导致骨量增加。具体研究内容如下:<br>　　1.:NTS存在对心脏，骨骼等外周交感神经的直接支配，经皮耳迷走神经刺激(taVNS)和fMRI发现NTS脑区和心率变异率存在相关性，taVNS导致NTS中GABA神经元兴奋，引起心率和代谢降低，NTS在调控交感神经活动中发挥重要作用。<br>　　2:通过转基因小鼠标记RANK(Receptor activator ofnuclear factor kappa-B，RANK)和RANKL修饰，发现RANK在脑内NTS等脑区广泛表达，同时在神经元和小胶质细胞内均有表达;RANKL通过循环系统可以到达中枢神经系统。通过尾静脉注射RANKL，RANKL可导致小鼠焦虑样行为和交感神经激活，同时我们发现RANKL可作用于NTS脑区，并导致NTS脑区神经元被抑制。<br>　　3:我们发现RANKL作用于NTS内GABA能神经元，通过在体光纤记录发现RANKL抑制NTSGABA兴奋性。通过膜片钳电生理记录，我们发现RANKL作用于表达RANK的NTSGABA神经元，并导致NTSGABA神经元超极化。我们同时也发现RANKL-RANK通过GABAAR氯离子通道的开放导致NTSGABA神经元膜电位降低。<br>　　4:我们发现NTSGABA神经元与外周骨存在神经环路连接，同时激活NTSGABA神经元可以导致外周骨密度增加。同时我也发现兴奋NTSGABA-RVLTH环路可增加骨密度和抑制交感神经活动。在RA疾病中，我们发现RANKL水平增加，同时导致NTS抑制，交感神经兴奋，利用药物遗传学兴奋NTS内GABA神经元可减缓RA引起的骨丢失。<br>　　总结:我们的研究阐明了RANKL靶向特定脑区孤束核NTS和调节中枢神经功能的分子机制;为理解骨骼疾病引起的脑异常的发病机制提供证据;通过对taVNS的研究，提出了一种干预中枢神经功能影响外周组织器官代谢的潜在策略。