岩藻黄素通过修复线粒体生物能量学缓解地塞米松诱导的成骨细胞功能障碍：糖皮质激素相关骨疾病的治疗新策略

本研究针对糖皮质激素地塞米松（DEX）诱导线粒体功能紊乱导致的成骨细胞功能障碍问题，探究了褐藻来源的岩藻黄素（FX）的保护机制。研究发现FX能剂量依赖性恢复DEX抑制的ATP合成、线粒体膜电位（MMP）及氧消耗（OC），并逆转线粒体结构损伤和离子渗透性异常，为临床防治糖皮质激素性骨质疏松提供了新靶点。

　　

糖皮质激素如地塞米松（DEX）是临床常用的抗炎药物，但长期使用会导致严重的骨代谢异常。尽管其诱发的骨质疏松患者骨密度（BMD）高于绝经后骨质疏松患者，骨折风险却显著增加，提示传统骨密度指标无法完全解释其致病机制。近年研究发现，DEX通过破坏成骨细胞的线粒体功能抑制骨形成，但具体分子机制及干预策略尚不明确。

为探索这一科学问题，由沙特阿拉伯北方边境大学等机构组成的研究团队在《Food and Chemical Toxicology》发表研究，首次揭示褐藻活性成分岩藻黄素（Fucoxanthin, FX）通过多靶点修复线粒体功能逆转DEX的骨毒性作用。研究采用人源成骨细胞系，通过MTT/BrdU检测细胞活力，ELISA分析骨形成标志物（I型前胶原、骨钙素、碱性磷酸酶），结合ATP含量测定、JC-1染色（线粒体膜电位MMP）、高分辨率呼吸仪（氧消耗率OCR）等能量代谢分析技术，系统评估了FX对DEX诱导的线粒体功能障碍的改善作用。

FX和/或DEX对成骨细胞活力的影响
DEX在0.1 μM即显著降低细胞活力（48 h EC₅₀=20 μM），而10-20 μM FX可完全抵消该效应。BrdU实验进一步证实FX能恢复DEX抑制的细胞增殖能力。

线粒体功能与能量代谢
DEX（2-20 μM）导致ATP水平下降50%、MMP丧失35%、OCR降低42%，同时伴随乳酸产量增加（糖酵解代偿）。FX处理使这些参数恢复至接近正常水平，且呈剂量依赖性。

线粒体结构与基因表达
DEX诱导线粒体肿胀、膜流动性增加及H⁺/K⁺渗透性异常，并下调ND1、ND5（复合物I）、细胞色素b（复合物III）、COX（细胞色素c氧化酶）及ATP合酶亚基6/8的mRNA表达。FX显著改善这些结构异常并上调相关基因表达1.5-2倍。

骨形成功能标志物
DEX组I型前胶原分泌量减少62%、骨钙素降低55%、碱性磷酸酶活性下降48%，而FX处理组各指标恢复至对照组的80-90%。

讨论指出，FX的保护作用可能源于其独特的共轭烯酮结构，能直接中和DEX诱导的线粒体ROS，同时通过稳定电子传递链（ETC）复合物I/III活性维持氧化磷酸化效率。该研究不仅阐明DEX骨毒性的线粒体机制，更为临床开发FX作为糖皮质激素性骨质疏松的辅助治疗提供理论依据。值得注意的是，FX在20 μM浓度下未显示细胞毒性，且其天然来源特性可能带来更好的临床安全性。未来研究需进一步验证FX在动物模型中的骨保护效果及与现有抗骨质疏松药物的协同作用。