抑制肠源性血清素合成能促骨骼生成

目前几乎所有治疗骨质疏松症的药物都是通过抑制骨骼的再吸收来产生疗效，而能够长期安全增加骨骼生长的新药物对于这种疾病的治疗和预防将产生重要影响。如今，美国科学家发现，专门抑制肠源性血清素（GDS）的生物合成能够在啮齿动物中增加骨骼生成，并预防或逆转骨质疏松症。骨质疏松症以骨密度和强度的减少为特征，从而导致骨折危险的增加。随着雌激素水平减少引发的骨代谢中的不平衡——由破骨细胞和造骨细胞调节，骨质疏松症在绝经后的妇女中最为普遍。由于肠源性血清素是一种造骨细胞增殖和骨骼生长的有效抑制剂，因此美国纽约市哥伦比亚大学的Patricia Ducy和Vijay K Yadav提出，阻碍肠源性血清素的生物合成可以作为骨质疏松症的一种新的治疗策略。为了验证这一假设，研究人员使用了LPS33401——作为1型色氨酸羟化酶（TPH1）的一种小分子抑制剂，它是肠源性血清素生物合成中的初始酶，目前正在肠易激综合征的临床试验中被用来进行研究。首先，研究人员利用TPH1表达细胞证实了LPS33401抑制肠源性血清素生成的能力，他们同时发现，用LPS33401喂养了3天的小鼠的血清素浓度表现出了一种取决于剂量的减少。此外，通过分析酶的晶体结构以及建立三维模型，他们发现LPS33401通过与催化位点附近的两种关键残基——Tyr235和Phe241——相互作用而能够部分抑制TPH1的活性。这种化合物随后在切除卵巢的小鼠中——这为研究绝经后妇女的骨质疏松症发病提供了一个模型——进行了评估。结果显示，对照组小鼠患上了骨质疏松症，而在28天里每天喂食LPS33401的小鼠的骨生成参数则表现出了一个很大的提高，从而形成了更高的骨质量。此外，这种化合物减缓了在卵巢切除后2周或6周未经治疗的小鼠所患的骨质疏松症。研究人员随后将LPS33401与甲状旁腺素（PTH）进行了比较，后者是目前唯一具有刺激骨生成并逆转骨质疏松症能力的治疗药物。然而，PTH必须每天注射，并且只能使用两年。切除卵巢的小鼠在3周或12周后患上了严重的骨质疏松症，研究人员随后在4周的时间里让它们口服LPS33401，或注射PTH。与PTH一样，LPS33401也能够完全缓解骨质减少，增加造骨细胞的数量以及骨骼生长速度。LPS33401还能够增加承重长骨的质量，但并没有像PTH那样有效——尽管其骨含量、结构和质量也得到了同样的恢复。研究人员在最近出版的《自然—医学》（Nature Medicine）杂志上报告了这一研究成果。重要的是，LPS33401在这些实验中不会影响大脑血清素的含量——这对于源自大脑的血清素以及肠源性血清素反向影响骨骼形成是至关重要的，同时还不会对胃肠道或止血产生任何不利的副作用。因此研究人员认为，肠源性血清素合成的抑制剂具有成为一种治疗骨质疏松症的合成代谢药物的潜力。（来源：科学时报群芳）