骨质疏松症和年龄相关性骨量流失是全球范围内的重大公共健康问题，尤其在老年人和长期卧床患者中，显著增加骨折风险并降低生活质量。然而，现有治疗手段在很大程度上依赖运动干预，这对许多体弱或患有慢性疾病的人群而言并不现实。
近日，香港大学李嘉诚医学院（HKUMed）临床医学院内科系研究团队发现了一种关键的分子机制，阐明了运动如何在分子层面维持骨骼强度。研究首次鉴定出一种可作为人体“运动感受器（exercise sensor）”的蛋白——Piezo1，为开发“模拟运动效应”的新型抗骨质疏松治疗策略奠定了基础。相关成果发表在期刊 Signal Transduction and Targeted Therapy 上。
该研究由香港大学国家药物生物技术重点实验室主任、内科系讲座教授徐爱民（Aimin Xu）教授团队完成。
Piezo1：骨髓干细胞中的“运动感受器”
流行病学数据显示，全球约三分之一的50岁以上女性和五分之一的同龄男性因骨质疏松而发生骨折。在香港，65岁及以上人群中，约45%的女性和13%的男性受到骨质疏松影响。随着人口老龄化加剧，该问题带来的医疗和社会负担持续上升。
在骨骼衰老过程中，骨髓间充质干细胞（mesenchymal stem cells, MSCs）逐渐倾向分化为脂肪细胞而非成骨细胞，导致骨髓脂肪堆积增加、骨形成能力下降，从而形成难以逆转的骨量流失循环。
研究团队利用小鼠模型和人类干细胞实验发现，Piezo1 是位于骨髓间充质干细胞表面的机械敏感离子通道蛋白，能够感知运动或机械负荷所产生的物理刺激。当机体进行运动时，Piezo1 被激活，促使干细胞向成骨方向分化，并抑制骨髓脂肪生成。
相反，在缺失 Piezo1 的情况下，干细胞更容易转向脂肪细胞分化，骨髓脂肪显著增加，同时骨量持续下降。
炎症信号介导骨量丢失的新机制
研究进一步发现，Piezo1 缺失会诱导多种促炎信号分子的释放，包括 Ccl2 和 lipocalin-2，这些分子可增强脂肪生成倾向，抑制成骨过程。阻断这些炎症信号后，实验模型中的骨量损失得到部分逆转，提示其在骨代谢失衡中的关键作用。
研究结果表明，Piezo1 通过协调机械信号、脂肪生成与炎症反应，在维持骨骼稳态中发挥核心调控作用。
为“模拟运动”的骨质疏松治疗提供分子靶点
徐爱民教授指出，该研究在分子层面“解码”了运动转化为骨强度增强的关键通路，为无法进行运动的人群提供了新的治疗可能。
“我们首次明确了 Piezo1 作为骨骼的分子级‘运动感受器’，并解析了其下游信号通路，”徐爱民表示，“这为开发激活 Piezo1 的‘exercise mimetics（运动模拟药物）’提供了明确靶点，即使在缺乏实际运动的情况下，也有望诱导类似的骨保护效应。”
该研究共同负责人、香港大学研究助理教授王百乐（Baile Wang）指出，这一发现对高龄、长期卧床或因慢性疾病无法运动的患者尤为重要，有望帮助其维持骨量、降低骨折风险。
法国国家科学研究中心（CNRS）分子与细胞药理研究所研究团队负责人 Eric Honoré 教授也表示，该成果为未来通过靶向分子治疗替代传统运动干预提供了可行路径。
目前，研究团队正推进相关成果向临床转化，探索基于 Piezo1 通路的新型药物开发策略，以期改善老龄化社会中骨质疏松及相关并发症的防治现状。
参考文献：Baile Wang et al, Piezo1 activation suppresses bone marrow adipogenesis to prevent osteoporosis by inhibiting a mechanoinflammatory autocrine loop, Signal Transduction and Targeted Therapy (2025). DOI: 10.1038/s41392-025-02455-w
编辑：王洪
排版：李丽
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