近日，首都医科大学口腔健康北京实验室胡磊副教授、王松灵院士等在《Redox Biology》上发表了题为“Nitrate maintains mitochondrial membrane integrity by increasing Sialin-FKBP8 granules via liquid-liquid-phase separation”的研究论文。该研究首次阐明硝酸盐可通过上调 Sialin 表达，促进 Sialin 与线粒体外膜蛋白 FKBP8经液-液相分离（LLPS）形成颗粒，颗粒锚定线粒体外膜以维持其完整性，从而减轻电离辐射（IR）诱导的唾液腺与线粒体损伤，为预防放射线损伤及其他线粒体膜相关疾病提供了潜在的治疗策略与分子靶点。

放射治疗是头颈部恶性肿瘤术后的核心治疗手段，但由于唾液腺与肿瘤解剖位置邻近，电离辐射（IR）易对其造成不可逆损伤，引发口干、龋齿、黏膜炎症等症状，严重降低患者生活质量。目前临床缺乏能修复唾液腺结构与功能的有效方案，而线粒体膜破坏及功能障碍是 IR 致唾液腺损伤的关键病理机制。

既往研究已发现，无机硝酸盐（广泛存在于绿叶蔬菜中）可促进放射损伤后唾液腺的结构修复与功能恢复，但具体分子机制未明确。针对这一问题，研究团队围绕唾液腺放射损伤防护展开系统性研究，最终首次阐明硝酸盐维持线粒体膜稳态的全新机制，打破了“硝酸盐-亚硝酸盐-一氧化氮（NO）” 的传统作用认知，为相关疾病防治提供了新靶点与策略。

研究团队通过体内外实验证实，补充硝酸盐可显著减轻电离辐射（IR）对唾液腺及线粒体的损伤：不仅能缓解线粒体结构破坏，还可逆转 IR 诱导的线粒体膜电位下降、膜通透性升高，减少细胞色素 c 释放，从而维持线粒体功能稳态。为阐明其分子机制，通过蛋白质谱分析、Slc17a5 基因敲除（CKO）小鼠模型及细胞层面的过表达/敲低实验，最终锁定硝酸盐转运体 Sialin为关键介导蛋白。研究发现，硝酸盐可上调 Sialin 表达，虽然能增加细胞内硝酸盐转运，进而提升细胞及线粒体中一氧化氮（NO）含量，但 NO 信号通路的关键效应分子环鸟苷酸（cGMP）水平无显著变化，且 IR 后 NO 合成关键酶（iNOS、XOR）的表达也未改变。这一结果提示，Sialin 对线粒体存在非硝酸盐转运依赖的保护作用。通过免疫共沉淀与蛋白组学筛选，发现 Sialin 可与线粒体外膜蛋白FKBP8直接相互作用。进一步揭示液-液相分离（LLPS）是 Sialin-FKBP8 维持线粒体膜完整性的核心机制：IR 会诱导细胞外酸化，这种酸性环境与胞外硝酸盐协同作用，可增加 Sialin 离子通道的开放，促使细胞内 H⁺积累；而低胞质 pH 与 Sialin 高表达进一步协同，推动 Sialin 与 FKBP8 通过 LLPS 形成动态聚集颗粒。这些颗粒能特异性锚定线粒体外膜，通过物理性 “加固” 作用抑制膜断裂与通透性异常，最终维持线粒体膜稳态。

该研究首次揭示硝酸盐的全新作用机制：硝酸盐通过上调 Sialin 表达，进而促进Sialin 与 FKBP8 通过 LLPS 形成颗粒，从而锚定线粒体外膜并维持膜完整性。这一发现不仅拓展了对硝酸盐生物学功能的认知，还首次明确 Sialin 与 FKBP8 在线粒体稳态中的新角色，为预防放射诱导的唾液腺损伤、治疗线粒体膜相关疾病（如神经退行性疾病、心血管疾病）提供了全新分子机制与潜在临床转化靶点。

硝酸盐保护线粒体膜完整性机制示意图

首都医科大学附属北京口腔医院王雪主治医师为第一作者，首都医科大学口腔健康北京实验室王松灵院士、首都医科大学附属北京口腔医院胡磊副教授为共同通讯作者。首都医科大学附属北京口腔医院单兆臣教授、范志朋教授、南方医科大学第三附属医院王晓刚教授、首都医科大学附属北京朝阳医院张栋教授参与了本研究工作。该研究受北京市政府资助项目(口腔健康北京实验室，PXM2021-014226-000041)，北京市自然科学基金（7232071, 7254363），北京市科技新星计划（2024009）等项目资助。

胡磊，首都医科大学附属北京口腔医院，口腔修复科，副主任医师/副教授，青年博导。主要研究方向为口腔组织修复再生。主持国家自然科学基金、北京市自然科学基金等项目，入选北京市科技新星，北京市医管局“青苗”人才，北京市优秀人才青年骨干。任中华口腔医学会口腔生物医学专业委员会委员、中国生物医学工程学会组织工程与再生医学分会委员、中华口腔医学会口腔遗传病与罕见病专业委员会青年委员。

王松灵，中国科学院院士，讲席教授、主任医师，南方科技大学医学院院长、南方科技大学伦敦国王学院医学院院长，首医口腔健康北京实验室主任。中国抗衰老促进会理事长、中华口腔医学会副会长、国务院学位委员会口腔医学召集人、全国口腔教材评审委员会主任委员。研究方向为稳态医学、牙颌发育与再生、唾液腺疾病诊疗。任《中华口腔医学杂志》总编辑，《Oral Science and Homeostasic Medicine》《医学教育管理》《今日口腔》等杂志主编。以第一完成人获2003及2010年国家科技进步二等奖，获威廉盖茨（William J. Gies）奖、吴阶平医药创新奖、何梁何利科学技术奖。