益生菌可能是骨质疏松症的促骨疗法

埃默里大学(Emory University)研究人员的一项研究显示，一种广泛使用的益生菌能够刺激小鼠骨骼的形成，可能是预防或治疗人类骨质疏松症的一种新方法。研究罗伯托Pacifici博士和他的同事们发现,在年轻、健康的雌性老鼠,治疗使用Latobacillus喂食GG (LGG)促使其他肠道细菌产生短链脂肪酸(SCFA)丁酸,触发的扩张和激活T细胞在骨髓中,并最终刺激Wnt信号在成骨细胞和骨的形成。

Pacifici博士说:“我们对肠道微生物群在调节骨骼方面的能力和益生菌作用机制的复杂性感到惊讶。”“一般来说，人们对肠道细菌调节远端器官功能的概念很感兴趣。”这是如何发生的还不得而知。我们描述了一种详细的机制，益生菌引起的肠道微生物组组成的变化会影响一个遥远的系统，比如骨骼。

该小组的研究发表在《免疫》杂志上，在一篇题为《微生物代谢产物丁酸盐通过T调节细胞介导的WNT10B表达来刺激骨形成》的论文中。

作者写道，骨质疏松症导致的骨折会产生严重后果，髋关节骨折并发症导致受伤后第一年死亡率高达24-30%，永久性残疾的死亡率高达50%。然而，用于治疗骨质疏松症的现有药物的成本和副作用意味着，大多数病例要么治疗欠佳，要么仍未得到治疗。

益生菌营养补充是一种替代的潜在策略，小规模的人体研究已经报道了使用益生菌补充骨质疏松症患者饮食的积极结果。尽管有这些小的研究，然而，还没有真正了解益生菌是否可以改善出生后骨骼发育。

Pacifici博士评论说:“因为它们在骨骼中的作用机制尚不清楚，所以它们被认为是一种另类的、深奥的、未经证实的治疗方法。”“我们的目标是确定益生菌的生物作用机制，一个对传统科学家有意义的机制，希望这将使益生菌成为主流疗法。”

该小组之前的研究表明，补充LGG可以防止小鼠的骨吸收和骨丢失，在某些情况下，还可以促进骨形成，增加骨体积。乳酸菌是被认为具有益生作用的最常见的细菌之一。独立研究还单独指出，LGG促进了产生短链脂肪酸丁酸酯(SCFA)的不同类型肠道细菌的扩张。SCFAs被认为支持外周调节性T细胞(treg)的发育，而有研究报道treg在刺激骨形成中发挥作用。

在最新的研究中，埃默里大学(Emory University)的研究人员调查了使用LGG补充饮食对年轻健康雌性小鼠骨内稳态的影响。他们发现，在动物的正常饮食中添加口服益生菌会导致肠道和血清丁酸盐水平的增加，以及骨骼形成的增加。在这些健康的动物中，LGG的补充可以刺激其他产生丁酸盐的肠道细菌的生长，包括梭菌，梭菌被认为是“肠道中丁酸盐的中心发生器”，作者说。丁酸盐本身对骨形成也有同样的影响。虽然丁酸盐治疗也会导致无菌环境下饲养的小鼠骨量增加，因此没有完整的微生物组，但LGG补充在这些动物中是无效的。这支持了益生菌通过肠道内其他微生物的代谢活动发挥作用的观点。作者评论说:“这些发现表明lgg诱导骨合成代谢的关键机制是通过间接增加小肠中丁酸盐的产生。”

在实验小鼠模型和培养细胞中进行的进一步研究表明，补充LGG或丁酸盐可诱导treg在肠道和骨髓中的扩张。Treg的扩增刺激骨髓CD8+ T细胞增加Wnt配体Wnt10b的分泌，进而激活成骨细胞中的Wnt信号，促进骨形成。LGG或丁酸盐的促骨作用可以通过特异性阻断Treg扩张的抗体来抑制。

“关于益生菌的争议是:它们真的有效吗?哪种益生菌最好?”Pacifici博士继续说。“我们证明它们在骨骼中确实有效。哪一个是最好的还不知道。然而，新出现的概念是，一剂益生菌中细菌的数量可能与所使用的益生菌的种类同样重要，甚至更重要。对益生菌的反应可能受到小鼠品系、性别和年龄的影响。

作者承认，LGG对人类骨量的潜在益处需要通过临床试验来验证。Pacifici博士说:“如果这项研究成功，将证实丁酸盐或益生菌作为一种新颖、安全、廉价的治疗手段，可以优化年轻人的骨骼发育，并预防老年人的骨质疏松症。”研究小组认为，使用膳食补充剂来增加Treg细胞的数量，除了对骨骼疾病有临床益处外，还可能“……通过营养补充来增加Treg细胞的数量，可能是一种增加骨量、预防骨质疏松症的治疗方式，”他们写道。“此外，使用益生菌或丁酸盐来增加Treg细胞的数量可能会得到更广泛的应用，比如在移植医学或炎症和自身免疫条件的治疗中。”