UT西南医学中心儿童医学中心研究所的科学家们在骨髓中发现了一种特殊的微环境，在该环境中会产生新的骨骼和免疫细胞。

这项研究公布在Nature杂志上，研究人员指出运动诱导的刺激是维持这种微环境及其所包含的骨骼和免疫形成细胞所必需的。这些发现确定了一种锻炼骨骼和免疫功能的新方法。

研究人员发现，行走或跑步产生的力从骨骼表面沿着小动脉血管传递到骨骼内的骨髓中。在小动脉外部的成骨细胞会感觉到这些力，并被诱导增殖。这不仅允许新骨骼细胞的形成，有助于骨骼的增厚，而且骨骼形成细胞还分泌一种生长因子，该因子增加了在小动脉周围形成淋巴细胞的频率。淋巴细胞是免疫系统抵抗感染的B细胞和T细胞。

当骨骼形成细胞感知由运动引起的压力（也称为机械力）的能力失活时，它会减少新骨骼细胞和淋巴细胞的形成，从而使骨骼变薄，降低小鼠对抗细菌感染的能力。

Sean Morrison博士说：“随着年龄的增长，骨髓中的环境发生变化，负责维持骨骼质量和免疫功能的细胞逐渐枯竭。我们对这种环境如何变化，或者说这些细胞为何随着年龄的增长而减少知之甚少。过去的研究表明，运动可以改善骨骼强度和免疫功能，我们的研究发现了一种新的机制。”

Morrison实验室的先前工作发现了骨骼干细胞，这些骨骼干细胞会产生成年后在骨髓中形成的大多数新骨细胞。这些是瘦素受体+（LepR+）细胞，它们排列在骨髓血管的外部，并形成维持造血细胞的关键生长因子。Morrison实验室还发现，一部分LepR+细胞合成了一种以前未被发现的成骨生长因子，称为Osteolectin（骨生成素，生物通注），Osteolectin通过引起LepR +形成新的骨细胞来促进成人骨骼的维护。

在最新的研究中，Morrison实验室博士后研究员Bo Shen博士仔细地研究了构成Osteolectin的LepR +细胞亚群。他发现这些细胞仅存在于骨髓中的小动脉血管周围，并且它们通过合成干细胞因子（SCF）（这些细胞所依赖的生长因子）来维持附近的淋巴样祖细胞。从骨生成素阳性细胞中删除SCF会耗尽淋巴样祖细胞，并破坏小鼠对细菌感染发起免疫反应的能力。

“与我们以前的工作一致，这项研究的结果表明骨生成素阳性细胞为小动脉周围的骨形成和淋巴样祖细胞创造了专门的位置。扩大骨生成素阳性细胞数量的治疗干预措施可以增加骨形成和免疫反应，特别是在老年人中。”Shen博士说。

他还发现，Osteolectin细胞和淋巴样祖细胞的数量随着年龄的增长而减少。他想知道是否可以扭转这种趋势，于是研究人员在笼子里放了跑轮，以便小鼠可以锻炼。结果发现这些小鼠的骨骼随着运动变得更强壮，而小动脉周围的Osteolectin细胞和淋巴样祖细胞的数量却增加了。这是第一次发现机械刺激能调节骨髓中的微环境。

Shen发现Osteolectin细胞在其表面表达一种称为piezo1的受体，该受体响应机械力在细胞内部发出信号。当从小鼠的Osteolectin细胞中删除piezo1时，这些细胞和它们支持的淋巴样祖细胞被耗尽，削弱骨骼并削弱免疫反应。

“我们认为我们发现了一种重要的机制，通过该机制，运动可以增强免疫力并增强骨骼，这是之前发现的其它机制的基础。”

（生物通）

原文标题：

A mechanosensitive peri-arteriolar niche for osteogenesis and lymphopoiesis