突破性3D影像技術揭露老化頭骨中的隱藏變化

研究人員首次利用3D影像技術，揭示了頭骨內神經與血管隨年齡變化的過程，顯示出神經血管密度隨時間下降的趨勢。這項新研究深入探討了小鼠頭骨上部（即顱頂）的神經血管結構如何隨年齡演變。透過先進的3D影像技術，科學家們發現了頭骨內神經與血管分佈及密度隨年齡增長而發生的顯著變化。

這些發現為老化對骨骼結構的影響提供了寶貴的見解，並可能解釋為何老年人骨骼脆弱且再生能力下降。研究強調了神經血管互動在骨骼健康中的關鍵作用，為未來骨骼再生與修復的研究奠定了基礎。

隨著年齡增長，骨骼的自我修復與再生能力逐漸下降。雖然過去的研究主要集中在骨組織的結構變化上，但神經與血管（骨骼維護的關鍵因素）的影響卻鮮少被探討。這項研究突顯了它們在年齡相關骨骼退化中的潛在角色。

神經有助於維持骨骼的穩態，並在應對損傷時發揮關鍵作用，但直到現在，人們仍不清楚它們在老化過程中如何與頭骨內的血管互動。由於在骨骼內進行三維（3D）結構成像的難度較高，關於這些年齡相關變化的全面資料一直相當稀缺。這項研究填補了這一空白，首次詳細展示了頭骨內神經血管互動如何隨時間演變。

約翰霍普金斯大學的研究人員在《骨骼研究》期刊上發表了最新發現，首次提供了小鼠顱頂內神經與血管隨年齡變化的3D影像。研究團隊利用先進的光片顯微鏡技術，追蹤了從出生到80周齡的神經血管結構。他們的結果為頭骨骨骼的老化過程提供了突破性的見解，展示了神經與血管如何互動並隨時間衰退。

這項研究提供了迄今為止最詳細的顱頂神經血管結構年齡相關變化分析。團隊使用3D光片顯微鏡捕捉了從出生後第0天到80周齡不同生命階段的神經與血管高解析度影像。他們觀察到，在生命的最初幾周內，神經密度穩步上升，隨後在老年小鼠中顯著下降，尤其是在額骨區域。除了神經密度的變化外，研究還注意到顱頂內的血管也呈現出明顯的老化模式。

神經與血管之間的關聯（在骨骼發育與再生中扮演關鍵角色）也隨著動物年齡增長而減弱。重要的是，這些變化在不同頭骨區域的發生速度不同，額骨區域的神經血管衰退跡象出現得更早。這些發現突顯了骨骼老化的複雜性，並為進一步研究骨骼脆弱性與再生醫學提供了關鍵資料。

研究的主要負責人之一Warren Grayson博士表示，這項研究為理解神經與血管如何影響骨骼老化與再生開闢了新的途徑。能夠以3D方式視覺化並量化這些變化，是我們對骨骼健康理解的一大進步。這些見解可能有助於指導未來針對年齡相關骨骼疾病與損傷恢復的治療策略。

這項研究的發現對於治療骨質疏鬆等年齡相關骨骼疾病以及改善骨骼損傷的恢復具有深遠意義。透過繪製神經血管結構的變化，研究人員可以更好地理解老年人骨骼脆弱與修復能力受損的機制。此外，這些見解可能為針對神經血管訊號的治療方法鋪平道路，以增強骨骼再生並提高骨骼損傷與疾病治療的效果。

參考文獻：Allison L. Horenberg, Yunke Ren, Eric Z. Zeng, Alexandra N. Rindone, Arvind P. Pathak and Warren L. Grayson, 3D imaging reveals changes in the neurovascular architecture of the murine calvarium with aging, Bone Research, 21 February 2025. DOI: 10.1038/s41413-025-00401-8

這項研究得到了NIDCR（1R01DE027957）、馬裡蘭幹細胞研究基金（2022-MSCRFV-5782）、NSF GRFP及NCI（5R01CA237597-05, 2R01CA196701-06A1）的資助。