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Nesfatin-1 通过激活 Nrf2/HO-1 信号通路减轻 TNF-α诱导的软骨细胞铁死亡:对骨关节炎治疗的意义
作者: 王月
单位: 南昌市第一医院

摘要

骨关节炎(OA)是一种以进行性关节软骨退变为特征的常见退行性疾病,软骨细胞铁死亡在 OA 发病机制中起关键作用,TNF-α可通过促氧化应激与脂质过氧化加剧该过程。本研究旨在探究 Nesfatin-1 对 TNF-α 诱导的小鼠原代软骨细胞铁死亡的保护作用及潜在分子机制,为OA的靶向治疗提供新的实验依据与候选靶点。

分离 4 周龄C57BL/6小鼠膝关节原代软骨细胞,采用10 ng/mL TNF-α构建软骨细胞铁死亡模型,加入Nesfatin-1(25、50 nM)作为预处理组,加入铁死亡抑制剂Ferrostatin-1、Nrf2抑制剂ML385为对照组。分别检测细胞活力(CCK-8)、细胞毒性(LDH、GGT)、脂质过氧化(MDA、ROS、4-HNE)、谷胱甘肽(GSH)水平及 GPx 活性,测定细胞内Fe²⁺含量;通过 qPCR 和 Western blot 检测内源性NUCB2/Nesfatin-1、铁代谢相关分子(TFR1、FTH)、铁死亡核心调控因子(ACSL4、GPx4、SLC7A11)及细胞外基质成分(Col2a1、ACAN)及Nrf2/HO-1通路相关基因与蛋白表达;通过核分离技术分析Nrf2核转位情况,并用铁螯合剂DFO验证铁积累在铁死亡中的作用。


TNF-α 处理后,软骨细胞内源性 NUCB2/nesfatin-1 表达显著下调。外源性Nesfatin-1 预处理呈剂量依赖性地逆转 TNF-α 诱导的细胞活力下降与细胞毒性。Nesfatin-1 处理显著降低 MDA、ROS、4-HNE 水平,恢复 GPx 活性与 GSH 含量。同时,Nesfatin-1 下调 TFR1 表达、上调 FTH 表达,降低细胞内 Fe²⁺ 浓度,并抑制 ACSL4、上调 GPx4、SLC7A11。其效果与 Fer-1 相当。此外,Nesfatin-1 有效恢复 Col2a1 和 ACAN 的表达,保护软骨细胞外基质完整性。机制上,Nesfatin-1 显著促进 Nrf2 核转位并上调 HO-1 表达,激活Nrf2/HO-1 信号通路;而 Nrf2 抑制剂 ML385 可完全消除 Nesfatin-1 的上述保护的作用。实验同时排除了凋亡与坏死途径的参与。


Nesfatin-1 通过激活 Nrf2/HO-1 信号通路,从抑制氧化应激、调控铁代谢、维持细胞外基质稳态等多维度综合减轻 TNF-α 诱导的软骨细胞铁死亡。本研究首次明确了 Nesfatin-1 在软骨细胞铁死亡中的调控作用及分子机制,提示 Nesfatin-1 可作为骨关节炎治疗的潜在新型候选药物,具有重要的转化医学意义。


关键词: 骨关节炎;软骨细胞;铁死亡;Nesfatin-1;Nrf2/HO-1信号通路
来源:中华医学会第二十八次风湿病学学术会议