Nat Neurosci：压腿骨，促进大脑修复！南方医科大学白晓春等揭示PIEZO1介导的骨-脑轴新机制，可改善创伤性脑损伤后的运动和认知功能
来源：iNature 2026-10-08 11:19
作者的发现建立了先前未被认识的骨-脑轴机制，并提示靶向机械负荷可能提供一种非侵入性策略来调节神经系统性恢复。
创伤性脑损伤（TBI）加速骨愈合并诱导异位骨化，提出了受伤的大脑是否从骨骼中获益的问题。
2026年9月21日，南方医科大学白晓春，宋千成和昆明医科大学陆地共同通讯在Nature Neuroscience 在线发表题为Tibial bone compression promotes recovery after brain injury through osteocyte PIEZO1的研究论文。
该研究揭示动态胫骨轴向压缩负荷（DCTAL）——一种胫骨压缩模型——在小鼠卒中和TBI后以及猪TBI模型中提高了生存率并促进了运动和认知恢复。
DCTAL减少了神经元丢失，减轻了慢性炎症和星形胶质细胞增生，并刺激了TBI后的神经元再生。骨细胞中机械感觉通道Piezo1的缺失逆转了这些益处，而来自DCTAL小鼠的血清重现了这些益处。骨细胞转导机械信号以直接分泌IL-1R2、APOL11a和HSP70等因子，同时间接增加BDNF、PF4和多巴胺的血清水平。这些因子协同保护免受TBI。
总之，作者建立了一条骨-脑轴，其中骨内分泌功能可通过机械力调节以增强损伤后的大脑修复。
创伤性脑损伤（TBI）和卒中是死亡和残疾的主要原因，由结构和功能损伤以及随后的认知、身体和社会心理功能的暂时或永久性损害引起。TBI的病理复杂且异质性，涉及即时和迟发性损伤机制。
TBI的继发性损伤，包括癫痫发作、神经炎症和神经退行性变，源于细胞事件，特别是兴奋性毒性、持续性炎症、轴突损伤、凋亡和氧化应激，这些事件发生在数小时至数天甚至数月后，从而提供了治疗干预的窗口。
骨骼约占体重的20%，是一种动态的、机械敏感的组织，经历持续重塑，并在成年后具有显著的损伤后无瘢痕再生能力。除结构作用外，骨骼还作为内分泌器官发挥作用，分泌称为骨因子的蛋白质，如成纤维细胞生长因子23、骨钙素、硬化蛋白和脂质运载蛋白2，这些因子影响全身稳态，包括大脑。
作者课题组最近的一项整合多组学研究鉴定了375种候选骨因子在响应衰老和机械负荷/卸载时的变化，提示骨骼可以释放大量具有广泛功能的各种类型因子，这些因子可由机械力控制。
图1.DCTAL减少脑损伤和脑卒中后小鼠脑损伤体积、神经元损失和神经炎症（摘自Nature Neuroscience ）
临床和实验证据提示存在双向骨-脑轴。伴有TBI的患者表现出加速的骨折愈合，中枢神经系统损伤可在软组织中诱导异位骨化。作者先前报道TBI引起小细胞外囊泡的释放，其靶向骨祖细胞以促进骨再生。
尽管潜在机制仍不清楚，但中枢神经系统的损伤特异性地刺激骨生成，这可能对TBI的治疗有益，作为一种正反馈机制。骨细胞占骨细胞的95%以上，是长寿的机械感觉细胞，与神经元和胶质细胞共享形态和功能特征，并可能作为这种潜在正反馈的关键介质。
在此，作者显示动态胫骨轴向压缩负荷（DCTAL）在鼠和猪模型中均有效促进卒中和TBI后的恢复。通过机械感觉通道PIEZO1对骨细胞的机械刺激诱导免疫调节、神经保护和神经修复因子的释放，这些因子增强大脑修复并改善运动和认知恢复。
作者的发现建立了先前未被认识的骨-脑轴机制，并提示靶向机械负荷可能提供一种非侵入性策略来调节神经系统性恢复。因此，作者的结果为开发基于DCTAL的临床神经康复设备提供了理论依据。
参考消息：https://www.nature.com/articles/s41593-026-02422-w
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