基于铁死亡机制探讨中医药防治骨质疏松症的研究进展
马成祥 曹林忠 魏晶晶【摘 要】 铁是几乎所有生物体新陈代谢中必不可少的微量元素,铁代谢异常能够显著影响多种骨骼疾病的发展,特别是骨质疏松症。铁死亡是一种新的程序性细胞死亡,其特征是铁和炎症介导的脂质过氧化积累。铁死亡与骨质疏松症的发生、发展有关,对其进行调控可以有效预防骨质疏松症。淫羊藿苷、黄芩素、人参皂苷Rg3、补骨生髓方等中药单体及复方,通过促进骨髓间充质干细胞成骨分化、增殖,抑制其成脂分化,抑制铁代谢及氧化应激调控铁死亡,起到防治骨质疏松症的作用,为骨质疏松症的治疗提供新的靶点与方向。
【关键词】 骨质疏松症;铁死亡;脂质过氧化;氧化应激;研究进展;综述
铁死亡(Ferroptosis)是一种铁依赖性的,区别于细胞凋亡、细胞自噬、细胞坏死、细胞焦亡的新型细胞程序性死亡方式[1]。这种细胞死亡依赖于铁,以活性氧(ROS)的积累为特征。铁死亡与多种代谢紊乱、肿瘤和损伤密切相关[2-3]。近年来,铁死亡在骨质疏松症(osteoporosis,OP)发病机制中的作用已成为人们日益关注的话题。研究证实,铁死亡调控OP涉及以下生物代谢:①铁转运体数量或功能异常,打破人体铁水平的动态平衡状态。大量积累的铁通过芬顿(Fenton)反应产生大量ROS,导致脂质过氧化,破坏细胞生物膜系统。②谷胱甘肽(GSH)合成过程中半胱氨酸摄入量减少和细胞内GSH的耗竭导致谷胱甘肽过氧化物
酶4(GPX4)活性降低,不能及时催化脂质过氧化产物的还原反应,破坏成骨细胞膜的完整性、成骨能力和骨微观结构。③铁蛋白重链(FTH)和核受体辅激活剂4(NCOA4)可共同作用引起铁蛋白自噬降解,释放大量Fe3+引发铁死亡[4]。这些生物代谢与骨形成、骨吸收相互关联、相互调节,影响OP的发生、发展。近年来,中医药通过调控铁死亡途径防治OP已成为当今社会研究热点,鉴于此,本文以铁死亡理论为依据,综述中医药对OP的调节网络机制,为OP的防治提供理论依据。
1 铁死亡概述
铁死亡于2012年首次被提出,但在2018年被定义为与细胞氧化干扰密切相关的程序性细胞死
亡[5]。核心是依赖于铁离子的脂质过氧化物堆积,主要特征是ROS水平显著升高,调节铁稳态和脂质过氧化代谢的蛋白质发生改变[6]。微观上,线粒体膜缩小,线粒体嵴减少或消失,外膜破裂,但细胞核形态变化不明显。其与多种生物过程密切相关,包括铁和多不饱和脂肪酸(PUFA)的代谢以及GSH、磷脂、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氢(NADPH)和同源酶Q10的生物合成[7]。TANG等[8]发现 ......
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