随着年龄的增长，骨髓中的环境发生变化，负责维持骨骼品质和免疫功能的细胞逐渐枯竭。许多研究指出，运动可以改善骨骼强度和免疫功能，主要机制是机械力作用在骨骼本身上，而骨骼内部的柔软骨髓会将与这些机械力隔离开来。
然而，根据一篇刊登于《Nature》研究显示，在小鼠跑步和行走过程中，透过骨髓血管传递的机械力会诱导小鼠新生骨骼细胞和免疫细胞，颠覆了之前的绝缘理论。
该研究团队发现，行走或跑步产生的机械力从骨骼表面沿着小动脉血管传递到骨髓，而排列在小动脉外部的骨形成细胞可以感知到这些力量并被诱导增殖。如此一来，这不仅可以形成新的骨细胞，进而有助于骨骼变厚，而且骨形成细胞还会分泌一种生长因子 osteolectin，增加了在小动脉周围形成淋巴细胞、B细胞和 T 细胞的频率。
当骨形成细胞感知机械力的能力失衡时，新骨骼细胞和淋巴细胞的生成就会减少，导致骨骼变薄，并且小鼠清除细菌感染的能力也降低了。
先前，Morrison Laboratory 的 CRI 科学家发现了瘦素受体+（leptin Receptor+ ）细胞或 LepR + 细胞。这 2 种细胞会排列在骨髓血管的外侧，形成维持造血细胞的关键生长因子。该团队还发现一个 LepR + 细胞亚群合成了一种从未被发现的成骨生长因子 osteolectin，它是一种分泌蛋白，可以活化骨骼干细胞、成骨前驱细胞等细胞表面的相关讯息传递，透过使 LepR + 形成新的骨细胞来维持成人骨骼。
在这项新研究中发现，osteolectin 的 LepR + 细胞亚群只存在于骨髓中的小动脉血管周围，并且透过合成干细胞因子（synthesizing stem cell factor, SCF）来维持附近的淋巴前驱细胞，而 SCF 是这些细胞所依赖的一种生长因子。从 osteolectin + 的细胞中剔除 SCF 会耗尽淋巴前驱细胞，并破坏小鼠应对细菌感染的免疫反应能力。
该研究团队将小鼠放进带跑步轮的笼子里，以让牠们锻炼身体。然后发现，这些小鼠的骨骼随着运动而变得更强壮，同时小动脉周围的含 osteolectin 细胞和淋巴前驱细胞的数量也在增加，并首次发现了机械刺激可以调节骨髓中的生态位。
该研究第一作者 Bo Shen 博士研究员也提到，这项新研究结果表明 osteolectin+ 细胞在小动脉周围为骨形成和淋巴前驱细胞创造了一种特殊的生态位。在老年群体中。增加 osteolectin+ 细胞细胞数量的治疗方式可望增强骨骼形成和免疫反应。
延伸阅读：勤加腿部运动！ 大脑和神经系统更健康？！参考资料：
1. Shen, B., Tasdogan, A., Ubellacker, J.M. et al. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03298-5
2. https://dallasinnovates.com/utsws-childrens-medical-research-institute-discovers-why-exercise-helps-build-new-bones-and-improve-immune-function/
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