读创/深圳商报记者袁斯茹
骨流失或许可以用“光”调控了。2月9日，中科院深圳先进院脑认知与脑疾病研究所、深港脑科学创新研究院杨帆团队的最新研究成果发表于《自然—通讯》。团队历时5年，创新性地将光遗传技术运用于甲状旁腺素的分泌调控，能够实现精准节律性调节，进而干预相关疾病引发的骨丢失症状。
深圳先进院杨帆研究员、医院肾内科张欣洲主任为共同通讯作者；深圳先进院副研究员刘运辉、博士后张路与医院胡楠博士为共同第一作者；深圳先进院为第一单位。
△论文上线截图
“监测器”失灵？打开“光”开关
甲状旁腺是人体的分泌腺之一，可以调节体内钙、磷的代谢。其中，甲状旁腺激素的分泌承担着重要角色，一旦分泌异常，就有可能造成甲状旁腺功能亢进症（甲旁亢），主要表现为高钙血症、情绪异常、骨质流失等症状。
为了保证这类激素的正常分泌，人体内自带一个“监测器”——甲状旁腺细胞上的钙敏感受体，它能感受到血钙的浓度。当浓度降低，甲状旁腺素分泌升高，分别作用于骨、肾脏以及小肠等器官，促进钙释放与吸收，从而上调人体血钙的浓度；而当血钙浓度升高，甲状旁腺素的分泌则会降低，从而促使血钙回落至正常水平。
而甲旁亢患者正是这个“监测器”出了问题，无法感受到血钙浓度的变化。
“目前尚无实现甲旁腺素精准节律性调节的理想方法。”杨帆表示。据悉，现有的手术切除、药物治疗等传统的治疗手段，效果并不完美，甚至存在术后瘤变等风险。
一直以来，杨帆团队致力于神经调控骨代谢的研究。此次团队与医院合作，在继发性甲旁亢患者来源的样本中发现，利用光遗传学手段能够精准地调控甲状旁腺激素的分泌。
△节律性光调控甲状旁腺素分泌干预骨丢失
“光遗传手段是一种光控技术，就像打开了灯光的开关一样，当我们通过病毒载体，将光敏感蛋白‘运送’进入甲状旁腺主细胞后，以光刺激的方式能够激活细胞内的分子通路，有效抑制甲状旁腺素的合成与分泌，实现对甲状旁腺素进行精准调控。”刘运辉表示。
小鼠模型验证光调控
为研究光调控手段，团队建立了两个鼠模型。
“目前的治疗手段主要包括甲状旁腺手术切除，或对患者施以药物治疗。以手术切除为例，增生的甲状旁腺被切除后，尽管能减少甲旁状腺素的分泌，但不能精准节律性地调控甲状旁腺素分泌，患者的高钙血症和骨丢失症状也就不能完全得到缓解。”张欣洲表示。
为此，研究人员分别建立了低钙高磷饮食诱导的继发性甲旁亢大鼠模型和人源甲状旁腺组织移植的裸鼠模型。实验结果表明，光敏感蛋白可以在动物的甲状旁腺上进行表达，通过光调控可以有效抑制甲旁亢动物模型的甲状旁腺素分泌。研究人员进一步开发了钙响应自动光调控系统，该系统能够帮助甲状旁腺细胞自动响应细胞外的血钙浓度变化，进而实现对甲状旁腺素的生理性调控。
“我们发现，利用光调控甲状旁腺组织后，小鼠松质骨的成骨细胞数量增加，破骨细胞数量下降，说明骨疾病正在好转。”杨帆表示。
杨帆表示，研医院紧密合作，推动光遗传技术调控甲状旁腺素的临床转化，为甲旁亢等相关疾病的治疗提供更切实的帮助。
（科研团队供图）
审读：孙世建