丙酰肉碱调控xCT/GPX4铁死亡途径并缓解骨质疏松症进展

摘要

目的：探讨丙酰肉碱在调控xCT/GPX4铁死亡通路及改善骨质疏松症中的潜在机制，揭示其在铁死亡与成骨活性调节中的双重作用。方法：考察丙酰肉碱对前成骨细胞MC3T3-E1中铁死亡通路和成骨相关蛋白表达的影响，采用铁死亡激动剂对MC3T3-E1进行预处理，经丙酰肉碱和铁死亡抑制剂治疗后，通过活性氧自由基（ROS）免疫荧光染色、MDA检测、线粒体透射电镜和Western blot等方法检测细胞的铁死亡相关指标；通过碱性磷酸酶染色、茜素红染色和Western blot方法检测成骨相关蛋白的表达。构建SD大鼠双侧卵巢切除（OVX）骨质疏松症模型，采用丙酰肉碱处理，3个月后收集大鼠股骨组织标本，通过Micro-CT扫描和组织H&E染色，分析组织标本中骨密度、骨小梁等参数的变化。结果：细胞实验结果表明，铁死亡抑制剂或丙酰肉碱处理后，MC3T3-E1细胞中抗铁死亡相关蛋白（GPX4/xCT）表达水平明显升高，细胞中线粒体形态有所改善；此外，这两组的碱性磷酸酶活性、钙沉积量和成骨相关蛋白表达也明显增高。大鼠股骨Micro-CT结果显示，丙酰肉碱处理组相较于OVX模型组，骨组织中骨小梁密度和骨小梁数量增加。H&E染色显示丙酰肉碱处理组骨小梁厚度相较于OVX模型组明显增高。结论：丙酰肉碱可减少铁死亡激动剂诱导的前成骨细胞铁死亡，上调其成骨活性，并可在OVX大鼠中改善其骨质疏松症的进展。

关键词

丙酰肉碱 / 活性氧自由基(ROS) / 铁死亡 / 骨质疏松 / xCT/GPX4