骨质疏松症是老年人尤其是绝经后妇女的常见骨病，需要更理想的干预措施来改善骨骼健康和预防骨质疏松。肠道微生物群(GM)是寄生在宿主胃肠道内的微生物群落。宿主肠道为转基因生物提供了生长环境，GM成员如一些肠道细菌通过调节肠道发育、营养物质消化、免疫状态和脑功能等多种生理过程参与维持宿主体内稳态。最近的研究也将GM与骨骼健康联系起来。鉴于GM在调节骨骼健康状态方面的重要性，探索GM与宿主骨骼的通讯机制具有重要意义。

 

 

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结果表明，Akk的缺失可能与OVX引起的骨质疏松有关，而这种微生物的补充可能是CGM预防骨质疏松的一个关键机制。 

3. 补充Akk可减弱OVX小鼠骨质疏松表型
在小鼠骨质疏松模型中直接补充Akk，通过骨长分析和三点弯曲试验一致表明在OVX小鼠中，与大肠杆菌相比Akk能够增加骨长并恢复骨强度。OCN免疫组化染色和ELISA检测表明，Akk移植导致OVX小鼠的成骨反应显著增加。TRAP染色和CTX-I酶联免疫吸附试验显示，Akk抑制了OVX诱导的破骨细胞形成、破骨细胞大小和骨吸收活性。钙黄素双标记显示Akk治疗后OVX小鼠的新骨形成和矿化增加。以上结果标明，肠道细菌Akk通过促进成骨和减少破骨细胞的生成而介导的有益骨作用可能是CGM对骨骼的有益作用的重要原因。
4. EVs分泌是CGM和Akk抗骨质疏松活性所必需的
为研究EVs在CGM诱导的抗骨质疏松中的作用，用GW4869预培养来自供体1的CGM。GW4869预处理的CGM灌胃处理小鼠骨质疏松模型。采用YCFA琼脂平板细菌菌落计数法检测GW4869未影响细菌的生存能力。纳米颗粒跟踪分析（NTA）测定GW4869处理过的CGM处理过的EVs的颗粒数，得知GW4869对EVs分泌具有持久的抑制作用。扫描电镜分析显示，CGM对OVX小鼠的骨量和骨微结构有明显的改善作用。结果表明，EVs是Akk诱导的抗骨质疏松活性的主要效应。

 

5. 来自CGM、EGM或Akk的EVs被转运到骨组织
我们从CGM、EGM 或Akk培养基中分离EVs，并使用透射电镜和动态光散射分析对分离的EVs进行表征检测。CGM1-EVs、EGM1-EVs和Akk-EVs呈现杯状或球状形态，直径分别为207.25±54.23nm、193.99±57.66nm和172.81±27.80nm。DIR标记三种EVs，体外荧光成像显示这些EVs大量进入宿主骨组织。共聚焦显微镜检测到PKH67标记的这些EVs均成功运输到小鼠肝脏、肾脏、大脑和骨组织中。对平均荧光强度的定量分析证实所有CGM-EVs、EGM-EVs、Akk-EVs均表现出可运输到小鼠骨组织的能力。 

6. CGM-EVs和Akk-EVs促进体外成骨和抑制破骨细胞的形成

ARS染色显示经CGM1，2，3-EVs或Akk-EVs处理的BMSC在成骨诱导后，钙结节形成水平高于载体处理的BMSC。通过qRT-PCR检测成骨诱导下BMSC成骨相关基因表达，进一步证实了CGM-EVs和Akk-EVs具有显著的促成骨作用。通过TRAP染色，qRT-PCR检测对破骨生成相关基因表达确定了CGM-EVs和Akk-EVs的抗破骨作用以及EGM-EVs的促破骨作用。CGM和Akk的促成骨和抗破骨作用主要是由EVs分泌，而不是其他旁分泌因子。

 

7. CGM-EVs和Akk-EVs对OVX所致骨质疏松有保护作用
结果表明CGM-EVs和Akk-EVs与CGM和Akk一样，可以通过促进骨形成和抑制骨吸收保持骨量和骨强度。来自CGM的EVs，特别是来自CGM中的Akk，通过促进成骨细胞骨形成和抑制破骨细胞骨吸收发挥保骨作用。EGM缺乏Akk, EGM或EGM-EVs的应用不能诱导骨保护作用。