近年来,随着社会的不断发展和人民生活质量的日益提高,2型糖尿病等慢性疾病的发病人数逐年增多,给人类健康带来严重危害。糖尿病的并发症多达上百种,包括糖尿病肾病、糖尿病性骨质疏松、糖尿病足、心脏、血管及周围神经病变等,其中2型糖尿病性骨质疏松尤为常见,特别好发于老年人,伴随年龄增大,他们发生骨折的风险明显增高,骨折引起的疼痛及活动障碍不仅影响患者的身心健康,也给家庭和社会带来诸多不便。2型糖尿病性骨质疏松发病机制复杂,涉及高糖毒性、炎症反应,AGEs聚集、铁离子代谢紊乱等。2型糖尿病性骨质疏松的具体明确的发病原因尚未完全阐明。铁是人体内重要的微量元素之一。铁的代谢过程受到体内完善精确的机制调控,以保证机体处于铁稳态平衡。铁稳态对于细胞保持正常的生理生化功能有重要意义。铁蛋白是细胞内铁的主要储存方式,广泛表达于动植物及微生物中。它们既可以保护细胞免受铁过量产生的毒性作用,当缺铁时又可以释放铁离子以满足细胞的功能需要,因此其对于铁稳态的维持至关重要。铁死亡是依赖于铁离子和ROS的新型死亡途径,当铁离子过度聚集于细胞中时,由于Fenton反应而产生的大量ROS攻击生物大分子,细胞中铁稳态失衡,导致细胞死亡。目前有关铁死亡的研究较多,但涉及骨代谢方面的文章较少。我们前期的研究表明,高糖导致的铁超载是引起成骨细胞损伤的重要因素,期间ROS水平明显升高。这说明铁死亡与糖尿病性骨质疏松的发病机制紧密相关,但是其具体发生过程以及铁蛋白是否参与其中仍需进一步探索。PCBP1是一种广泛存在于细胞内的铁离子伴侣蛋白,它可以结合铁离子并将铁离子向铁蛋白转运。在PCBP家族中,PCBP1是研究较多的一种,它的作用广泛,包括调节基因转录、维护mRNA稳定、促进翻译和作为铁离子伴侣等。有研究发现缺乏PCBP1的小鼠会表现出小细胞缺铁性贫血,并通过调节促红细胞生成素进行代偿。目前尚没有研究证实PCBP1是否参与2型糖尿病性骨质疏松症的发生发展过程中,其水平的改变与成骨细胞内铁蛋白及铁死亡的关系尚待研究。因此,本研究的目的旨在探讨PCBP1在2型糖尿病骨质疏松症发病机制中扮演的角色,我们假设在2型糖尿病骨质疏松症患者中PCBP1的代偿性增加可以导致成骨细胞内铁蛋白增多,减少铁离子的过度聚集,减缓铁死亡的发生发展过程。我们首先检测高糖环境下PCBP1及铁蛋白的水平,然后通过慢病毒沉默和过表达PCBP1后,再次检测铁蛋白等相关指标。本研究有助于阐明2型糖尿病骨质疏松的发病机制,为治疗以PCBP1为靶点调控铁死亡的代谢性疾病提供理论依据。方法:第一部分:探究高糖环境下成骨细胞内的铁死亡现象以及高糖环境对PCBP1的影响。使用CCK8法检测不同浓度、不同时间的高糖作用下成骨细胞活性的变化;使用Western blot检测高糖环境下PCBP1、GPX4表达情况;使用流式细胞仪检测高糖环境下成骨细胞内ROS表达量变化情况。第二部分:使用PCBP1shRNA慢病毒感染成骨细胞,并筛选稳定表达的细胞株;使用Western blot检测高糖环境下或与PCBP1 shRNA联合作用下成骨细胞内铁蛋白、GPX4、成骨功能标志蛋白OPG、OCN表达情况;使用流式细胞仪检测PCBP1 shRNA作用下成骨细胞内ROS表达量变化情况;使用茜素红染色检测高糖环境或与PCBP1 shRNA联合作用对成骨细胞钙结节形成的影响。结果:第一部分:高糖组与对照组相比,成骨细胞活性下降,加入铁死亡抑制剂后,成骨细胞活性较高糖组相比增加;高糖组与对照组相比,PCBP1表达增多,GPX4表达减少;流式细胞仪结果显示高糖组ROS较对照组明显增多。第二部分:慢病毒对PCBP1转染后,Western blot显示,较对照组相比,高糖组铁蛋白与PCBP1呈相同趋势的增加,铁死亡标志蛋白GPX4,功能指标蛋白OPG、OCN均减少。较高糖组相比,PCBP1过表达组铁蛋白、GPX4、OPG、OCN表达均明显增多,沉默组明显减少;流式细胞仪结果显示PCBP1过表达组较高糖组相比,ROS产生量明显减少,沉默组结果相反;成骨矿化诱导结果显示,高糖组钙结节沉积数量较对照组相比有所减少,PCBP1过表达组较高糖组相比,钙结节沉积数量明显增多,沉默组结果相反。结论:1、高糖环境下,成骨细胞内存在铁死亡现象;2、高糖环境下,成骨细胞内PCBP1表达呈代偿性增加;3、高糖环境下,PCBP1通过促进铁蛋白的表达能够减缓铁死亡带来的对成骨细胞的毒性作用。