【摘 要】
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目的:我国人民的生活水平逐渐提高,社会人口的老龄化越来越严重,引发的多种慢性代谢性疾病日益影响老年人的健康。在所有的慢性代谢性疾病中,2型糖尿病患者数量逐年增多,引起的骨质疏松骨折发生率也高于正常人,给人们的生活带来巨大影响。而2型糖尿病诱发的骨质疏松与其他类型骨质疏松相比,由于其具有复杂的病理机制,目前仍未解释清楚。高糖导致的铁离子超载与骨质疏松之间的关系已有许多研究证实。线粒体铁蛋白（mito
【基金项目】
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国家自然科学基金（No.81471094）；
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目的:我国人民的生活水平逐渐提高,社会人口的老龄化越来越严重,引发的多种慢性代谢性疾病日益影响老年人的健康。在所有的慢性代谢性疾病中,2型糖尿病患者数量逐年增多,引起的骨质疏松骨折发生率也高于正常人,给人们的生活带来巨大影响。而2型糖尿病诱发的骨质疏松与其他类型骨质疏松相比,由于其具有复杂的病理机制,目前仍未解释清楚。高糖导致的铁离子超载与骨质疏松之间的关系已有许多研究证实。线粒体铁蛋白（mitochondrial ferritin,Ft Mt）,是位于线粒体上存储铁的蛋白,其是否与骨质疏松的发生有关仍未有研究。铁死亡,近些年在一种抗癌药物erastin的研究中被发现,与细胞内铁离子的含量关系密切的细胞死亡方式,其与骨质疏松发病的关系也未有研究。我们认为,高糖导致的成骨细胞铁超载进一步引起铁死亡是2型糖尿病骨质疏松发生的原因之一,而在细胞线粒体内参与调控铁稳态的Ft Mt可能在2型糖尿病骨质疏松发病的过程中起到重要的作用。线粒体铁离子超载可通过芬顿反应产生大量的活性氧簇（reactive oxygen species,ROS）,并引发铁死亡。线粒体自噬作为可降解损伤的线粒体的一种方式,可能参与调节铁死亡的发生,进而影响成骨细胞的功能。我们的研究可进一步解释2型糖尿病骨质疏松的发病过程,为2型糖尿病骨质疏松的机制研究及药物发掘提供新的方向。研究方法:首先通过腹腔注射链脲佐菌素诱导2型糖尿病骨质疏松大鼠模型,检测骨组织内铁死亡相关蛋白谷胱甘肽过氧化物酶4（glutathione peroxidase4,GPX4）的表达,观察骨组织内是否存在铁死亡现象,线粒体自噬以及Ft Mt表达的改变。然后我们使用高浓度葡萄糖（35mmol/L）的培养基处理h FOB 1.19细胞72小时,使用Western blot及PCR检测Ft Mt,GPX4以及成骨功能相关蛋白的表达量,使用DCFH-DA探针以及流式细胞仪检测细胞内ROS的改变,使用酶标仪通过硫代巴比妥酸和丙二醛的显色反应观察细胞内脂质过氧化物的累积情况,透射电镜观察各组细胞线粒体,以确定高糖对成骨细胞铁死亡的影响。然后我们使用Ft Mt慢病毒干预成骨细胞,造成Ft Mt的敲减与过表达,观察各组细胞的铁死亡以及线粒体自噬的发生情况,成骨功能相关蛋白的表达量,茜红素染色的钙结节形成,研究Ft Mt沉默和过表达对成骨细胞铁死亡、线粒体自噬和成骨功能的影响。最后我们通过使用线粒体自噬的激动剂,观察线粒体自噬对成骨细胞铁死亡以及成骨功能的影响。结果:（1）2型糖尿病骨质疏松大鼠模型骨组织中存在铁死亡现象,线粒体自噬水平增加。（2）高糖促使h FOB 1.19细胞内GPX4表达减少,ROS增多,脂质过氧化物累积,出现铁死亡,成骨功能下降。（3）高糖导致成骨细胞线粒体二价金属离子转运体1（divalent metal transporter 1,DMT1）以及Ft Mt表达增加,预示着成骨细胞线粒体铁超载。（4）Ft Mt过表达后GPX4表达量增加,ROS以及脂质过氧化物减少,抑制了高糖导致的成骨细胞铁死亡,提高成骨细胞功能。（5）沉默的Ft Mt会通过ROS/PINK1/Parkin通路增加线粒体自噬。（6）线粒体自噬激活增加了细胞内的ROS和脂质过氧化物,促进细胞铁死亡。结论:（1）2型糖尿病骨质疏松大鼠模型骨组织中存在铁死亡现象。（2）高糖可以导致成骨细胞线粒体内铁离子超载并诱发铁死亡,造成成骨功能下降。（3）过表达的Ft Mt可以抑制高糖导致的成骨细胞铁死亡,从而提高成骨细胞功能。（4）低表达的Ft Mt通过ROS/PINK1/Parkin通路引起线粒体自噬,线粒体自噬激活后可以增加细胞内ROS和脂质过氧化物来促进细胞铁死亡。
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