研究人员确定了运动增强骨骼和免疫力的机制
德克萨斯大学西南分校儿童医学中心研究所(CRI)的科学家们已经确定了骨髓中产生新骨骼和免疫细胞的特殊环境，称为生态位。这项研究发表在自然，也表明运动诱导的刺激是维持这个生态位以及它所包含的骨和免疫形成细胞所必需的。总之，这些发现确定了一种锻炼增强骨骼和免疫功能的新方法。
莫里森实验室的研究人员发现，行走或跑步产生的力从骨骼表面沿小动脉血管传递到骨骼内部的骨髓。成骨细胞在小动脉外的线感受到这些力量并被诱导增殖。这不仅允许新骨细胞的形成，这有助于增厚骨骼，而且骨形成细胞也会分泌a生长因子这增加了细胞在小动脉周围形成淋巴细胞的频率。淋巴细胞是B细胞和T细胞免疫系统对抗感染。
当骨形成细胞感知运动引起的压力(也称为机械力)的能力被失活时，新骨细胞和淋巴细胞的形成减少，导致骨骼变薄，降低了小鼠清除细菌感染的能力。
“随着我们年龄的增长，我们的环境骨髓变化，负责维持骨骼质量和免疫功能的细胞逐渐枯竭。我们对这种环境是如何变化的，以及为什么这些细胞会随着年龄的增长而减少，知之甚少，”CRI主任、霍华德·休斯医学研究所研究员肖恩·莫里森博士说。“过去的研究表明，锻炼可以提高骨骼强度和免疫功能，而我们的研究发现了这一现象发生的新机制。”
以前的工作莫里森实验室的研究人员在骨髓中发现了骨骼干细胞，这些干细胞在成年期形成了大多数新的骨细胞。它们是瘦素受体+ (LepR+)细胞。它们排列在骨髓的血管外，形成维持造血细胞的关键生长因子。莫里森实验室还发现，LepR+细胞的一个子集合成了一种以前未被发现的骨形成生长因子，称为骨凝集素。骨凝集素通过引起LepR+形成新的骨细胞来促进成人骨骼的维持。
在目前的研究中，莫里森实验室的博士后沈博博士更仔细地研究了产生骨凝集素的LepR+细胞子集。他发现这些细胞只存在于骨髓中的小动脉血管周围，它们通过合成干细胞因子(SCF)维持附近的淋巴样祖细胞，SCF是这些细胞所依赖的生长因子。从骨凝集素阳性细胞中删除SCF会使淋巴样祖细胞减少，并削弱小鼠的能力免疫反应来细菌感染．
“结合我们之前的工作，这项研究的发现表明，骨凝集素阳性细胞为小动脉周围的骨形成和淋巴样祖细胞创造了一个专门的生态位。扩大骨素阳性细胞数量的治疗干预可能会增加骨形成和免疫反应，尤其是在老年人中。”
沈发现，骨素阳性细胞和淋巴样祖细胞的数量随着年龄的增长而减少。沈南鹏很好奇能否扭转这种趋势，于是在笼子里放了跑步轮，这样老鼠就可以锻炼了。他发现，这些小鼠的骨骼随着运动变得更强壮，而小动脉周围的骨素阳性细胞和淋巴样祖细胞数量增加。这是第一个表明机械刺激调节小生境骨骨髓。
沈发现，骨素阳性的细胞在其表面表达了一种被称为piezo1的受体，这种受体在细胞内对机械力做出反应。当从小鼠的骨素阳性细胞中删除Piezo1时，这些细胞和它们所支持的淋巴样祖细胞变得耗尽，从而削弱骨骼并损害免疫反应。
莫里森说:“我们认为，我们已经发现了一种重要的机制，通过这种机制，锻炼可以提高免疫力，增强骨骼，这是在其他人之前发现的其他机制之上的。”
