柚皮苷通过抑制由骨髓中积累的脂肪组织介导的成骨细胞-破骨细胞凋亡级联反应，来治疗绝经后骨质疏松症

《Journal of Orthopaedic Translation》：Naringin inhibits the osteoblast-osteoclast pyroptosis cascade reaction mediated by accumulated bone marrow adipose tissue in the treatment of postmenopausal osteoporosis

　　本研究探讨橙皮苷（NG）通过调节脂代谢和抗氧化作用改善更年期骨质疏松症（PMOP）的机制。通过RNA测序、分子对接和体内实验发现，NG抑制骨髓脂肪堆积，恢复骨细胞线粒体动态平衡，阻断NLRP3依赖的炎症小体激活，并通过靶向TLR2/MyD88/NF-κB通路抑制骨细胞凋亡和巨噬细胞M1极化，从而减缓破骨细胞分化。结论表明NG通过调控骨髓脂肪-骨细胞-破骨细胞轴发挥抗骨质疏松作用。

　　骨髓脂肪组织（BMAT）的过度扩张被认为是绝经后骨质疏松症（PMOP）的重要致病因素之一。传统的骨质疏松药物主要关注于抑制骨吸收、促进骨形成或钙吸收，而对调节BMAT的脂质代谢关注较少。因此，寻找具有潜在治疗价值的药物成为当前研究的重点。本研究旨在探讨柚皮苷（NG）在柑橘类水果中广泛存在，如何通过调节脂质代谢和发挥抗氧化作用，从而对PMOP产生骨保护效果。

为了深入理解NG在改善PMOP症状中的潜在机制，我们利用RNA测序技术研究了其在小鼠体内的关键通路和分子机制。通过分子对接和表面等离子体共振（SPR）技术，我们确定了NG的直接靶点。随后，我们通过体内过表达或药理学抑制的方式验证了关键分子在PMOP中的作用。结果显示，NG治疗有效改善了去势诱导的骨丢失，同时减少了骨髓脂肪的积累。这表明NG可能通过调节骨髓脂肪的代谢来保护骨骼健康。

在细胞共培养系统中，我们观察到脂肪细胞对成骨细胞功能的负面影响，包括成骨细胞功能受损和线粒体动态失衡。NG通过其抗氧化作用，恢复了线粒体的分裂与融合平衡，改善了成骨细胞的功能。此外，RNA测序结果表明，脂肪细胞诱导的成骨细胞焦亡是由NLRP3炎症小体介导的。NG通过清除活性氧（ROS）或靶向TLR2抑制MyD88/NF-κB通路的激活，从而缓解了成骨细胞焦亡。随后，我们观察到焦亡的成骨细胞导致巨噬细胞M1极化倾向增强，以及由RANKL诱导的早期破骨细胞分化加速。然而，早期NG治疗可逆转这些变化。

进一步的实验表明，NG通过抑制NLRP3炎症小体的激活，有效减轻了PMOP小鼠的骨丢失。当在PMOP小鼠中过表达NLRP3时，NG的抗PMOP效果减弱，而药理学抑制NLRP3则显著缓解了PMOP症状。这说明NLRP3在NG治疗PMOP中的作用至关重要。此外，NG的抗氧化特性也对其调节脂质代谢和改善成骨细胞功能起到了关键作用。

在体内和体外共培养系统中，我们发现NG不仅能够减少BMAT的异常积累，还能恢复成骨细胞的活性和功能。这表明NG在调节骨髓脂肪代谢方面具有良好的潜力。同时，NG的抗氧化作用有助于减轻线粒体功能障碍，从而改善线粒体动态平衡，减少ROS的产生，维持线粒体膜电位，促进ATP合成，最终改善成骨细胞的分化和活性。

NG的分子机制研究显示，其通过靶向TLR2抑制MyD88/NF-κB通路的激活，从而减少成骨细胞焦亡。此外，NG的分子对接和SPR实验表明，其能够与TLR2蛋白结合，形成稳定的相互作用。这进一步支持了NG通过直接作用于TLR2来抑制炎症反应和焦亡的假说。

在宏观层面，NG的治疗效果体现在骨微结构的改善和骨形成效率的提升。通过微CT和双标记荧光分析，我们观察到NG治疗后，骨密度、骨体积/总体积比（BV/TV）、骨小梁数量（Tb.N）和骨小梁分离度（Tb.Sp）均有所改善。同时，骨髓脂肪的减少也表明了NG在调节骨髓脂肪代谢方面的有效性。

NG的临床应用潜力也得到了关注。目前，NG主要作为治疗血脂异常的营养补充剂使用，如Swanson Health Products公司生产的“100% Natural Naringin”。临床试验表明，NG能够有效降低血脂异常患者的血浆脂质水平，增强抗氧化酶活性，并表现出良好的安全性。尽管这些研究样本量较小，且剂量较低以确保安全性，但它们为NG在骨质疏松症中的潜在应用提供了积极的证据。

然而，NG的药代动力学特性也值得进一步研究。研究表明，NG在口服后15分钟达到初始峰值，3小时后出现第二次峰值，8小时后几乎检测不到。这种快速吸收但半衰期短的特性可能影响其在体内的持续作用，因此，开发缓释或控释的给药系统，探索结构修饰或新的给药途径（如纳米颗粒或脂质体）以提高其生物利用度和改变其药代动力学特性，对于推动NG在临床中的应用具有重要意义。

综上所述，本研究揭示了BMAT诱导的成骨细胞焦亡在PMOP中的关键作用，并表明NG通过调节脂质代谢和抑制焦亡，具有显著的治疗潜力。这些发现不仅为开发新的骨质疏松治疗策略提供了理论依据，也为利用天然产物调节骨髓脂肪代谢和改善骨健康提供了新的方向。未来的研究需要进一步探索NG的具体作用机制，以及其在临床中的应用潜力，以期为PMOP患者提供更有效的治疗方案。