鸢尾素通过调控肠道菌群-代谢物-肠屏障完整性轴缓解卵巢切除小鼠骨质疏松性骨丢失

编辑推荐：骨质疏松性骨缺损严重影响患者生活质量，传统疗法面临愈合延迟等挑战。Wang等发现鸢尾素(Irisin)通过重塑肠道菌群组成（如降低Firmicutes/提升Verrucomicrobiota）、修复紧密连接蛋白(Claudin-1/ZO-1/Occludin)表达、调节粪便代谢物(如enterodiol与BMD正相关)，显著改善OVX小鼠骨参数(BMD/BV/TV/Tb.Th↑，Tb.Sp↓)，为靶向"肠-骨轴"治疗骨质疏松提供新策略。

　　

骨质疏松性骨缺损是老龄化社会面临的重大健康挑战，尤其绝经后女性发病率高达22.7%，常导致骨折愈合延迟和慢性疼痛。传统治疗聚焦于直接调控骨代谢，却忽视了肠道菌群(Firmicutes/Bacteroidota比例失衡)和"肠漏"(肠道屏障损伤引发的全身炎症)对骨稳态的深远影响。近年来，运动相关激素鸢尾素(Irisin)因其兼具促骨形成和抗炎特性备受关注，但其通过"肠-骨轴"调控骨质疏松的具体机制仍是未解之谜。

惠州市中心人民医院骨科研究所团队在《BMC Musculoskeletal Disorders》发表的研究中，通过构建OVX(卵巢切除)小鼠模型，结合16S rDNA测序、LC-MS/MS代谢组学和显微CT等技术，首次揭示鸢尾素通过多靶点干预改善骨质疏松的分子机制。关键技术包括：OVX小鼠模型构建、每周2次100 μg/kg鸢尾素腹腔注射、骨微结构参数(BMD/Tb.Th等)显微CT分析、肠道紧密连接蛋白免疫组化、粪便菌群V3-V4区测序及非靶向代谢组学检测。

Irisin改善OVX诱导的骨丢失并促进骨形成
显微CT显示鸢尾素使骨小梁数量(Tb.N)增加29%、分离度(Tb.Sp)降低17%，Goldner染色证实其显著提升成骨细胞活性。ELISA检测发现鸢尾素下调骨吸收标志物CTX-1/TRACP-5b，同时上调骨形成因子ALP/BGP，提示其双向调节骨代谢。

Irisin修复肠屏障并抑制炎症
肠组织H&E染色显示鸢尾素逆转OVX导致的绒毛萎缩。免疫组化证实其使紧密连接蛋白ZO-1/Occludin表达恢复至假手术组80%，并降低促炎因子IL-6/TNF-α水平约40%，表明其通过"封堵肠漏"减少内毒素入血。

Irisin重塑肠道菌群生态
16S测序发现鸢尾素特异性提升Verrucomicrobiota(含产短链脂肪酸菌)，降低Firmicutes/Bacteroidota比值。LEfSe分析鉴定出Bifidobacterium与骨保护指标呈负相关(r=-0.74)，提示特定菌株可能参与骨代谢调控。

代谢物-菌群-骨代谢网络解析
LC-MS/MS鉴定出173种差异代谢物，其中植物雌激素代谢物enterodiol与BMD强正相关(r=+0.83)，而促炎脂质12,13-EpOME与IL-6水平正相关。PICRUSt2预测菌群功能涉及维生素K代谢通路，可能通过影响骨钙素羧化间接调控骨形成。

该研究创新性揭示鸢尾素通过"菌群-代谢物-肠屏障"多维机制改善骨质疏松：①直接激活Wnt/β-catenin通路促骨形成；②通过上调ZO-1等蛋白修复物理屏障；③调控Bifidobacterium等菌群减少LPS泄漏；④增加enterodiol等保护性代谢物。尽管临床转化仍需验证长期安全性，该发现为开发兼具抗炎和促骨合成代谢的"肠-骨轴"靶向药物提供理论依据，尤其对激素治疗禁忌的骨质疏松患者具有重要潜在价值。未来研究可结合无菌小鼠模型和粪菌移植进一步验证因果关联。