与对照组（左）相比，抗生素处理组（右）小鼠的骨髓源性抑制细胞（MDSCs）增加。
近日，来自美国南卡罗莱纳医科大学的研究人员检查了抗生素干扰健康肠道微生物群对青春期后骨骼发育的影响，发现健康的肠道微生物群有助于骨骼健康，抗生素对该系统的破坏会导致促炎免疫反应，使破骨细胞活性增加，从而导致青春期后骨骼发育失调。研究结果于1月16日发表在《美国病理学杂志》的网站上。
微生物通常被视为引起疾病的病原体，而抗生素则被成功地用于对抗这些外来入侵者。但实际上，大多数时候我们能够与共生肠道菌群和谐相处，它们是寄生在健康肠道上的微生物的集合，能够调节宿主的生物功能，包括骨骼健康。
“我们的研究证明抗生素是青春期后骨骼发育过程中肠道微生物菌群骨免疫反应的关键外源性调节剂。人们已经证明抗生素会扰乱微生物群，但这是第一次评估抗生素如何对调节骨骼细胞和整体骨骼表型的免疫细胞产生下游影响。”作者Chad M. Novince博士说，他的研究方向是微生物菌群对骨免疫学和骨骼发育的影响。
骨骼发育的青春期后阶段是可塑性的关键时期，支撑着大约40%的峰值骨量。Novince等人最近的研究表明肠道微生物群有助于骨骼健康。为了确定抗生素干扰肠道微生物群对青春期后骨骼发育的影响，Novince与MUSC的研究小组成员合作，用三种抗生素的混合物处理小鼠，结果发现抗生素治疗导致了小鼠肠道微生物群的主要变化，最终导致了大量细菌的特定改变。
在抗生素破坏微生物群之后，研究人员检查了骨骼系统的完整性，发现抗生素诱导的菌群变化对皮质骨影响不大，但小梁骨（具有很高的骨代谢率）出现了明显的变化。骨代谢通过骨吸收（破骨细胞）和骨形成（成骨细胞）细胞的平衡来控制。之前的工作是在抗生素处理后观察整个骨骼的骨细胞密度，而这项工作关注的是骨维持的细胞细节。结果发现，在抗生素处理后，成骨细胞未发生变化，而破骨细胞数量、大小和活性均有所增加。
为了确定是什么导致破骨细胞活性增加，Novince实验室评估了几个破骨细胞信号分子的水平。他们发现，在抗生素处理过的动物的血液循环中，破骨细胞前信号分子水平增加，这表明破骨细胞活性的增加是对微生物群变化的特异性免疫反应的结果。
下一个主要问题是研究抗生素如何影响骨髓环境中的免疫细胞。研究的第一作者、博士后学者Jessica D. hathaw schrader博士说：“我们的研究深入到了骨髓环境中特定的适应性和先天免疫细胞机制，来证明抗生素处理对骨髓细胞的影响。”通过检测骨髓中的免疫细胞群，研究人员发现抗生素处理的动物骨髓源性抑制细胞（MDSCs）显著增加。MDSCs可以在各种疾病中调节先天和适应性免疫反应，但尚未在健康领域得到广泛研究。此外，抗生素治疗也抑制了抗原在骨髓中的呈递和加工。
未来的研究将致力于整合一种更好的应用于人类抗生素治疗的方案。这些研究可能推动旨在明确特定抗生素对肠道微生物群影响的临床试验，也将为在微生物组中开发预防和治疗骨骼恶化的非侵入性治疗干预措施提供支持。
编译：花花
责编：南熙
