Scientific Reports丨酸梅干也有奇效：可减缓太空飞行中骨质疏松症状

    在地球上，骨骼内平衡是通过控制成骨细胞的形成和吸收来维持的。然而，太空飞行作为一种独特的环境，它包含了至少两个对骨骼健康有负面影响的因素:微重力和电离辐射。当人体暴露于低辐射(137 Cs或X射线，1-2 Gy射线)会容易导致骨折或者骨质疏松症状。

     4月16日，美国国家航空航天局艾姆斯研究中心空间生物科学部的Ruth K. Globus和Ann-Sofie Schreurs教授及其团队在Scientific Reports上发表题为Dietary countermeasure mitigates simulated spaceflight-induced osteopenia in mice的研究论文，探究了饮食中添加酸梅干可以缓解模拟太空飞行引起的小鼠骨质疏松症状，验证了喂食酸梅干对模拟微重力和电离辐射的独立和联合作用对骨骼组织的微观结构和力学性能的保护作用。

   实验团队设计控制饮食组(CD)和喂食酸梅干组(DP)两组(分别包含：未处理组(NL)、X射线(HU)处理组、红外线(IR)处理组或HU+IR处理组)，每组各10只小鼠；将控制饮食组(CD)和喂食酸梅干组(DP)暴露于模拟的太空飞行环境(HU、IR或两者联合处理)，再通过微型电脑断层扫描(microCT)来量化各组处理后骨微结构的差异，对附肢骨骼(appendicular skeleton)(即胫骨)和中轴骨骼(即脊椎骨)的松质区和皮质区进行了分析。

   在附肢骨骼分析中，喂食酸梅干组的小鼠胫骨松质微结构与没有处理的小鼠相比没有明显的缺陷，而控制饮食组的小鼠则表现出松质微结构的结构缺陷。控制饮食组的小鼠暴露在模拟太空飞行环境中，会导致骨小梁变薄，且分离度增大，松质骨腔内参数显著下降。在喂食酸梅干组的小鼠中，除了HU和IR的组合处理导致了小鼠骨小梁厚度显著下降，其他数据均表明喂食酸梅干对小鼠的松质骨和骨小梁都有辐射保护作用。在中轴骨骼分析中，与控制饮食组的小鼠相比，使用酸梅干组喂养小鼠，可以防止L4椎骨中松质和皮质的骨质流失度。

模拟太空飞行所致附肢骨骼的松质区和皮质区的骨质丢失情况

模拟太空飞行后胫骨中松质骨冠状位CT图像及三维结构

模拟航天飞行后中轴骨骼的松质区和皮质区的的骨质丢失情况

   接下来，该实验团队对两组小鼠的L4椎骨进行单压缩试验，以确定骨组织的力学性能差异。与未处理组小鼠相比，模拟微重力环境降低了控制饮食组小鼠的椎骨强度，而喂食酸梅干组小鼠的椎骨强度则受到了保护。证明了喂食酸梅干可以保护骨骼细胞免受模拟微重力损伤，有效地防止由于后肢去负荷和模拟太空飞行而导致的骨骼微结构和机械性能的下降。

模拟太空飞行后椎骨抗压强度的差异

    此外，研究团队将未处理的小鼠和HU处理的小鼠的骨髓细胞从股骨冲洗出来，在成骨细胞培养基中培养，使细胞分化为成骨细胞，量化成骨细胞的分化情况和生长面积。实验结果表明，与未处理小鼠相比，控制饮食的小鼠经HU处理后，其细胞生长面积急剧下降；相比之下，喂食酸梅干组小鼠的成骨细胞集落的形成及生长面积没有任何减少。表明喂食酸梅干对HU诱导小鼠的成骨细胞增殖和分化具有保护作用。

喂食酸梅干可预防HU诱导的体外成骨细胞减量

   *后，研究者表明酸梅干作为一种对抗辐射和微重力引起的骨质疏松症(如胫骨和椎骨骨强度和结构的丧失)的潜在对策，对宇航员、辐射工作者、放疗患者和骨质疏松症患者都具有重要的意义。

▎参考文献：https://doi.org/10.1038/s41598-020-63404-x