和也公司与西北工业大学深圳研究院联合研究又出新成果——由西北工业大学深圳研究院商澎教授团队牵头，和也健康科技团队参加的磁场与骨代谢平衡的研究论文，近日发表在国际骨代谢研究的顶级科学杂志“Journal of Bone and Mineral Research（《骨和矿物质研究杂志》）“上，论文题目为“Disorder of Iron Metabolism Inhibits the Recovery of Unloading-Induced Bone Loss in Hypomagnetic Field（《铁代谢紊乱抑制亚磁场中去负荷引起的骨质流失》）”。该项研究揭示了模拟空间极低磁场（亚磁场）环境，抑制了后肢去除力学负荷刺激引起骨质疏松的小鼠的正常骨重塑平衡的恢复，该效应的过程和机制与机体铁代谢密切相关[1]。该研究结果对于未来人类航天活动中的骨骼系统健康维护，以及地面大量人群的骨质疏松都具有基础理论意义和潜在的应用价值。

早在2018年9月7日，西北工业大学深圳研究院空间生物实验模拟技术国防重点学科实验室就与和也公司正式签约，双方达成战略合作意向，联合开展科学研究和人才培养，以及成果转化等产学研深度合作。此次联合发表论文，是双方合作的第3篇高水平论文。未来双方将会更加紧密合作，共同为促进我国磁生物医学基础研究，以及磁健康产品研发继续努力。

国际科学研究表明，空间微重力环境是影响航天员骨骼健康最主要的因素，在太空低轨道长期飞行期间，空间微重力环境对骨骼的影响主要表现为骨量减少、骨密度降低和骨生物力学性能下降[2]。
除空间微重力之外，空间亚磁场环境也是影响航天员健康的环境因素之一。空间亚磁场通常是指太空中磁感应强度低于地磁场的极弱静态磁场环境，磁感应强度0 < |B| ≤ 5 μT。例如，0 < |B| ≤300 nT 区间的亚磁场可称作“月球磁场”，300 nT ≤ |B| ≤5 μT 区间的亚磁场可称为“火星磁场”[3]。最近，我们研究发现亚磁场抑制了后肢去荷引起的骨质流失恢复，其潜在机制可能与体内铁含量的增加有关。

本研究采用小鼠后肢去负荷模型模拟空间微重力效应，采用由坡莫合金和硅钢板构成的屏蔽室来屏蔽地磁场以得到亚磁场环境（图1）。该屏蔽室体积较大，可用于动物的饲养，屏蔽效果好，能得到强度小于300 nT的亚磁场。

研究结果表明：亚磁场抑制了后肢去负荷引起的降低的骨矿物质含量（BMC）的恢复，以及恶化的股骨松质骨和皮质骨微观结构的恢复（图2），此外，对小鼠股骨的生物力学性能也产生了极大的负面影响（图3）。

图1 亚磁场屏蔽室及小鼠后肢去负荷模型

图2 股骨松质骨和皮质骨通过μCT进行了分析

图3 通过三点弯曲检测股骨生物力学性能

同时，在亚磁场中重新加载4周的小鼠，肝脏、肾脏、脾脏和股骨的铁含量水平没有恢复到正常生理水平。暴露于亚磁场后，血清铁和铁蛋白浓度也未恢复到对照组水平（图4）。这些结果表明，亚磁场抑制小鼠股骨骨质疏松的恢复，可能是通过抑制小鼠后肢去负荷积累的铁含量恢复到正常生理水平。

图4 检测肝脏、肾脏、脾脏、股骨和血清中的铁含量

研究还发现DFO处理降低了小鼠体内铁含量，同时发现，后肢去负荷引起的小鼠骨骼功能受损，经DFO处理后，其骨骼微观结构和力学性能都恢复到地磁场对照组水平（图5）。

图5  亚磁场下DFO处理对骨重塑的影响

总之，我们发现铁过载时，亚磁场对微重力引起的骨丢失的恢复的抑制作用增强（图6）。此外，这些发现为空间环境诱发的骨质疏松症提供了一种潜在的预防策略，可以帮助航天员预测可能的有害风险，并针对其具体作用机制开发相应的防护措施。

图6 亚磁场抑制微重力诱导的骨丢失恢复基本机制的示意图

References ：

1.Xue YR, Yang JC& Shang P. Disorder of Iron Metabolism Inhibits the Recovery of Unloading-Induced Bone Loss in Hypomagnetic Field. J Bone Miner Res. 2019.DOI: 10.1002/jbmr.3949 .
2.Vico L & Hargens A. Skeletal changes during and after spaceflight. Nat Rev Rheumatol, 2018. 14(4): 229.
3.Mo W C, Ying L & He R Q. Hypomagnetic field, an ignorable environmental factor in space? Sci China Life Sci,2014. 57(7): 726-728.

来源：铁骨磁心