摘要
由金泽大学、东京医科大学、冈山大学和富山大学等33所科研机构的53名科学家利用金鱼片对宇航员骨质流失的机理进行了研究。
金泽大学、东京医科大学、冈山大学和富山大学等33个机构的53名科学家利用金鱼片研究了宇航员骨质流失的机理。
为了骨骼的正常健康代谢，适当的刺激是必要的。在微重力的外层空间，钙从骨骼中流失，骨量减少。测量宇航员在外太空长期停留前后的骨密度，表明骨量减少。
由于在外层空间很难使用满足体内条件的细胞培养系统，因此需要其他实验模型。
鱼鳞含有羟基磷灰石，骨的基本成分，其骨基质有两层(骨性层:一层薄的、钙化良好的外层;纤维层:厚的，部分钙化的层)。鳞片也有与成骨细胞和破骨细胞相对应的细胞。
鳞片保护着鱼的身体表面，起到了钙的储存作用。对于淡水鱼，后者的功能是值得注意的;当鲑鱼游到上游产卵时，它们的鳞片会变小，以便为卵提供钙。为了达到这个目的，破骨细胞从鳞片中释放钙。
此外，地面实验表明，由于离心作用，鳞片对激素和超重的反应与哺乳动物的骨骼非常相似。此外,养殖规模可能被认为是一个很好的实验模型骨代谢的研究在外层空间尺度随处可见,它们可以用于低温实验大约10天没有交换文化传媒(4ºC)。
结果
去除鱼皮上的鳞片后，一个新的鳞片会再生。本研究采用再生鳞片，因为其成骨细胞和破骨细胞活性高。首先，研究表明鳞状成骨细胞中产生褪黑激素，而褪黑激素的合成在空间中由于<乙酰血清素o -甲基转移酶
此外，通过比较在添加褪黑激素和不添加褪黑激素的培养基中培养的鳞片，研究了褪黑激素在外层空间的功能。本实验显示，在无褪黑素培养基中培养3天后，许多破骨细胞融合在一起形成多核活性破骨细胞。
这些活跃的破骨细胞扩大了鳞片骨层的沟槽，并增强了鳞片的骨吸收。促进骨吸收因子Rankl*2)基因表达水平升高，抑制骨吸收激素降钙素*3)基因表达水平降低。相反，在添加褪黑激素的培养基中培养的鳞片中，Rankl的表达水平被抑制，而降钙素的表达处于正常水平，这与破骨细胞功能的基因表达水平被抑制相一致。
据我们所知，迄今尚未对外层空间的褪黑素水平进行调查。我们相信在微重力条件下骨吸收的机制之一可能是抑制降钙素分泌褪黑激素水平的降低(图3)。事实上,其他研究小组报道,一只猴子的血降钙素水平在外层空间减少,人体的血降钙素水平降低了120天后低头查看倾斜床上休息,pseudo-microgravity实验模型。
本研究组在基础实验中证实成骨细胞产生降钙素，褪黑素促进降钙素分泌。由于火箭载荷的限制，此时无法在外太空进行由褪黑素引起的破骨细胞形态变化实验;然而，地面实验表明，褪黑激素通过三维倾斜器抑制活化破骨细胞的形态变化，从而产生假微重力条件。基于日本实验模块首次进行的生命科学实验，在高影响因子期刊上发表了一篇具有这些结果的研究论文。
综上所述，关于褪黑素对外太空骨骼作用的研究，迄今为止一直被忽视，研究发现褪黑素通过刺激成骨细胞分泌降钙素来抑制骨吸收。
未来前景
目前的研究表明，褪黑激素可能作为一种预防药物，以防止宇航员在执行任务期间骨质流失。未来，褪黑素有望作为预防和治疗宇航员骨质疏松的药物。本课题组对新型褪黑素衍生物的功能进行了鳞片上的空间实验，可能会导致骨病药物的发现。
来源：Medindia
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