单细胞视角揭示地塞米松对发育中骨骼的毒性机制：成骨细胞与B细胞谱系的关键作用

本研究针对糖皮质激素长期使用导致的儿童骨骼发育障碍问题，通过单细胞RNA测序技术系统解析了地塞米松对未成熟骨骼的毒性机制。研究人员发现地塞米松通过显著减少成骨细胞(osteoblasts)和软骨细胞(chondrocytes)数量、损害前成骨细胞(pre-osteoblasts)功能，并选择性耗竭早期B细胞祖细胞(pro-B cells)，破坏骨骼发育必需的细胞间信号交流。该研究为优化儿科癌症患者的糖皮质激素治疗方案提供了重要理论依据，发表于《JBMR Plus》。

　　

糖皮质激素如地塞米松(Dexamethasone)是治疗儿童严重疾病的重要药物，尤其在急性淋巴细胞白血病(ALL)和淋巴瘤治疗中不可或缺。然而长期使用带来的骨骼副作用令人担忧——生长迟缓、骨密度降低、骨折风险增加等问题困扰着临床医生。更棘手的是，儿童骨骼处于快速发育阶段，其代谢特点与成人截然不同，但现有研究多聚焦成熟骨骼，导致我们对糖皮质激素如何影响发育中骨骼的认识存在巨大空白。这项发表在《JBMR Plus》的研究首次从单细胞层面揭示了地塞米松对未成熟骨骼的毒性机制，为改善儿科患者的骨骼健康管理提供了重要线索。

研究人员采用6周龄雄性C57BL/6JRj小鼠（相当于人类11.5岁）为模型，通过28天地塞米松腹腔注射建立毒性模型（5/20/50 mg/kg剂量），结合显微CT(μCT)评估骨结构、组织学分析以及股骨单细胞RNA测序(scRNA-seq)等关键技术。特别值得注意的是，研究还设置了58周龄老年小鼠作为自然骨流失的对照，为数据解读提供了重要参考框架。

地塞米松损害纵向生长和骨结构

μCT分析显示地塞米松呈剂量依赖性减少胫骨长度，50 mg/kg组骨体积分数(BV/TV)显著降低。有趣的是，这种骨结构改变与老年小鼠自然发生的骨流失模式不同——老年组表现为更低的BV/TV但更高的骨小梁厚度，提示糖皮质激素与衰老通过不同机制影响骨骼。

骨脆性增加与破骨细胞无关

与传统认知不同，研究发现在发育骨骼中，地塞米松诱导的骨脆性（表现为软骨下板穿孔增加）并未伴随破骨细胞(osteoclasts)活性升高。TRAP染色显示各处理组破骨细胞活性保持稳定，这一发现挑战了成人研究中"糖皮质激素同时抑制成骨、促进破骨"的经典理论，提示儿童患者的骨流失机制可能存在本质差异。

单细胞图谱揭示关键细胞变化

通过分析42,957个细胞的转录组，研究构建了首个地塞米松处理的发育骨骼单细胞图谱，鉴定出24种细胞群体（8种基质细胞和16种免疫细胞）。其中最显著的发现是：

1. 1.

   成骨细胞和软骨细胞群体几乎完全耗竭

2. 2.

   前成骨细胞比例增加但功能受损——关键成骨基因Bglap(osteocalcin)、Sp7/Osterix和Alpl(碱性磷酸酶)表达下调

3. 3.

   窦状内皮细胞(sinusoidal ECs)数量减少，其蛋白质合成功能相关基因显著下调

B细胞发育受阻的精准打击

免疫细胞分析揭示地塞米松对B细胞谱系产生选择性影响：早期祖细胞(pro-B cells)几乎完全消失，而部分未成熟B细胞(immature B cells)得以存续。轨迹分析显示存活的B细胞中，决定细胞命运的关键转录因子Ebf1表达受抑，但促存活基因(Odc1, Pim1等)上调，这种"分子代偿"可能解释了为何部分B细胞能逃逸糖皮质激素的清除作用。

中性粒细胞激活的意外发现

研究还观察到地塞米松处理组活化中性粒细胞(activated neutrophils)比例倍增，伴随炎症相关基因(Cxe12, Nfkbia等)上调。血清检测验证了这一发现，显示促炎细胞因子GM-CSF和嗜酸细胞趋化因子(Eotaxin)水平升高，提示糖皮质激素可能通过意想不到的促炎途径影响骨骼微环境。

这项研究的重要价值在于首次系统阐明了地塞米松对发育骨骼的多层次影响：从结构改变到细胞群体动态，再到分子通路调控。特别值得注意的是，研究发现儿童与成人对糖皮质激素的骨代谢反应存在本质差异——在发育骨骼中，地塞米松主要通过抑制成骨功能而非增强破骨活动导致骨流失，这一发现对临床实践具有重要指导意义。研究还揭示了B细胞发育受阻与成骨障碍的潜在关联，为理解骨髓微环境中免疫-骨骼互作提供了新视角。这些发现不仅为优化儿科癌症患者的糖皮质激素治疗方案提供了理论依据，也为开发针对性骨保护策略指明了方向，最终有望改善儿童癌症幸存者的长期生活质量。