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为探究辅酶 Q10（Q10）对细胞能量代谢的影响，研究人员利用 AMPfret 传感器研究其在 HaCaT 细胞中的作用。结果显示，Q10 可增强细胞能量状态，抵御氧化应激。该研究为 Q10 在皮肤健康领域的应用提供理论依据。
在细胞的微观世界里，能量的稳定供应就像为生命大厦输送电力的 “稳定电网”，一旦出现故障，细胞功能就会紊乱，甚至走向死亡。辅酶 Q10（Coenzyme Q10，Q10）作为细胞能量转换和抗氧化的关键 “角色”，一直备受科学界关注。它在细胞线粒体呼吸链中参与能量转换，同时还能对抗氧化和代谢应激。然而，在氧化应激状态下，Q10 对细胞能量状态的影响机制尚未完全明晰。为了深入揭开这一神秘面纱，来自法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学（Univ. Grenoble Alpes）、德国拜尔斯道夫公司（Beiersdorf AG）、英国布里斯托大学（University of Bristol）等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究，相关成果发表在《Scientific Reports》杂志上。
研究人员运用了基因编码的 FRET 传感器 AMPfret 这一前沿技术。该传感器基于 AMP 激活蛋白激酶（AMPK）设计，能精准追踪细胞内 ATP/ADP 和 ATP/AMP 比值的变化，从而实时反映细胞的能量应激状态。实验选用皮肤角质形成细胞来源的 HaCaT 细胞，构建稳定表达 AMPfret 的细胞系，并通过多种实验处理，探究 Q10 在不同条件下对细胞能量状态的影响。
HaCaT 角质形成细胞系稳定表达 AMPfret 忠实报告能量应激
研究人员构建了稳定表达 AMPfret 的 HaCaT 细胞系（HaCaT C1）。通过荧光显微镜观察，发现细胞内 CFP 和 mVenus 荧光均匀分布于细胞质，免疫印迹也证实了相关蛋白亚基的表达。用 2 - 脱氧 - D - 葡萄糖（2 - DG）抑制糖酵解后，AMPfret 信号随时间增加，反映出 ATP/ADP 和 ATP/AMP 比值下降，这表明该传感器能准确报告能量应激，且 HaCaT C1 细胞在一定时间内可通过自身调节维持能量状态。
联合 Q10 预孵育和高葡萄糖增加角质形成细胞能量状态
研究人员检测不同培养条件下 Q10 和葡萄糖对 HaCaT C1 细胞能量状态参数（ATP/ADP 比值、ATP/AMP 比值和腺苷酸能量电荷）的影响。结果显示，单独 Q10 预孵育或高葡萄糖处理对能量参数影响不显著，但二者联合可显著提升这些参数，表明 Q10 和高葡萄糖存在协同作用，共同增强细胞能量状态。
Q10 预孵育保护角质形成细胞能量状态免受氧化应激
以叔丁基过氧化氢（Luperox）诱导氧化应激，研究 Q10 对细胞能量状态的保护作用。结果发现，Q10 预孵育的细胞在 Luperox 处理后，AMPfret 信号增加缓慢且峰值较低，细胞活力更高。这表明增加细胞内 Q10 水平能有效减轻氧化应激对细胞能量代谢的损害，维持细胞活力。同时，细胞间存在能量应激的异质性，Q10 预处理可改善基础能量水平。
抑制 Q10 生物合成使角质形成细胞能量状态对氧化应激敏感
使用辛伐他汀（Simvastatin）抑制 Q10 生物合成途径，降低细胞内 Q10 水平。结果显示，经辛伐他汀处理的细胞在 Luperox 刺激下，AMPfret 信号迅速增加，细胞形态改变并出现死亡迹象，细胞活力显著下降。这表明 Q10 水平降低会使细胞对氧化应激更为敏感，加速细胞能量代谢受损和死亡。
该研究通过一系列严谨的实验，得出了重要结论：Q10 在保护角质形成细胞免受氧化应激诱导的能量损伤中发挥关键作用。高葡萄糖条件下，Q10 可提升细胞能量相关参数；氧化应激时，Q10 预孵育能保护细胞能量状态，而抑制 Q10 合成则使细胞更易受氧化应激影响。此外，研究还发现细胞间能量状态存在异质性，Q10 加载可降低基础状态下的能量应激。这一研究为深入理解 Q10 在细胞能量代谢和抗氧化应激中的作用提供了新视角，对皮肤健康领域以及线粒体功能相关疾病的研究具有重要意义，也为未来探索 Q10 的临床应用和开发相关治疗策略奠定了坚实基础。
