摘要背景:铁过载作为诱发骨质疏松的独立因素,其作用机制目前尚不清楚,因此探讨铁过载对成骨相关细胞的影响,有助于深入理解骨质疏松发病机制并为骨质疏松治疗提供潜在策略.目的:探讨铁过载环境对成骨前体细胞活性、铁死亡及成骨分化的影响.方法:①将成骨前体细胞(MC3T3-E1细胞)分为空白组、铁过载组、fer-1组和去铁胺组,铁过载组在培养基中添加300 μmol/L柠檬酸铁铵作用48 h模拟铁过载微环境,fer-1组和去铁胺组细胞采用5 μmol/L抗氧化剂fer-1与5 μmol/L去铁胺分别预处理8 h,然后加入300 μmol/L柠檬酸铁铵作用48 h,采用CCK-8法测定细胞活力,采用活性氧荧光探针检测细胞内活性氧水平,采用线粒体膜电位荧光探针检测细胞内线粒体膜电位变化,使用透射电镜观察线粒体形态变化,采用还原型谷胱甘肽比色法试剂盒检测细胞谷胱甘肽水平,采用丙二醛比色法试剂盒检测细胞内脂质氧化水平,采用亚铁离子比色法试剂盒检测细胞亚铁离子水平,采用碱性磷酸酶染色、茜素红染色验证细胞成骨及矿化能力,采用天狼星红染色检测胶原分泌能力,采用RT-qPCR及Western blot检测成骨/铁死亡相关基因及蛋白的表达.结果与结论:①铁过载环境下,细胞线粒体膜电位下降且结构受损,细胞内脂质过氧化水平升高,铁死亡抵抗相关基因与蛋白表达均降低;而fer-1与去铁胺预处理后,细胞内线粒体膜电位升高且形态部分恢复,细胞内脂质过氧化水平降低,铁死亡抵抗相关基因与蛋白表达均升高.②铁过载环境下,细胞碱性磷酸酶含量、矿化结节形成与胶原纤维生成均降低,fer-1与去铁胺预处理均能逆转此现象.③综上所述,铁过载会上调细胞内氧化应激水平,介导MC3T3-E1细胞发生铁死亡并抑制成骨分化,进而诱导骨质疏松.因此,维持铁稳态及抑制成骨相关细胞铁死亡可能是预防或治疗骨质疏松症的潜在策略.