鐵調(diào)素與骨質(zhì)疏松鼠
體內(nèi)鐵穩(wěn)態(tài)需要鐵調(diào)素(hepcidin)的調(diào)節(jié),其機理為:鐵調(diào)素通過與膜轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合形成復合體,使其內(nèi)化、降解、失活,阻斷了由細胞向血液中運輸鐵的唯一途徑,從而使細胞外鐵降低,間接調(diào)節(jié)鐵穩(wěn)態(tài)。隨著對鐵代謝與骨代謝相關(guān)性研究的逐漸深入,越來越多的骨代謝影響因素在鐵代謝中也有所涉及。
Andriopoulos等報道,鐵調(diào)素的作用與骨代謝的重要指標——骨形成蛋白(BMP)密切相關(guān)。Meynard等報道,鐵調(diào)素表達水平在敲除BMP基因的老鼠體內(nèi)極為低下,鐵沉積現(xiàn)象在其肝臟、心臟、胰臟的腺泡細胞和腎小管上均較為嚴重。鐵缺乏會引起骨密度降低,而鐵超載與骨質(zhì)疏松緊密相關(guān)。此外,有報道顯示,體內(nèi)鐵的超載在由股骨頸骨折、地中海貧血、血色病、吸煙、感染及停經(jīng)等引起的骨質(zhì)疏松中均有所體現(xiàn)(圖17-1)。
圖17-1 骨質(zhì)疏松骨的微小結(jié)構(gòu)改變
骨質(zhì)疏松是一種系統(tǒng)性的疾病,當骨的重吸收超過骨的形成時,就會導致微小結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。A.脆性骨折易發(fā)生在患者的腕關(guān)節(jié)、脊柱和髖關(guān)節(jié)。B.小鼠的骨質(zhì)疏松骨與正常組的micro CT的比較。C.微觀的成骨細胞的骨形成和破骨細胞的重吸收:1.一個破骨細胞獨特的形態(tài);2.破骨細胞TRAP染色;3.多個成骨細胞礦化矩陣(白色箭頭);4.茜素紅染色顯示礦化成骨細胞分泌細胞外基質(zhì)
關(guān)于鐵調(diào)素本身的研究以及與鐵調(diào)素相關(guān)的研究已取得了很多進展。有研究提出,“鐵介導性骨異?!辈煌谝酝芯康难h(huán)代謝異常,是另一類導致骨異常的因素。在這類因素中:①鐵調(diào)素參與著體內(nèi)鐵的動態(tài)平衡調(diào)節(jié);②體內(nèi)鐵的動態(tài)平衡影響著骨代謝、影響著骨礦化過程。因此,將兩者結(jié)合起來,在骨質(zhì)疏松研究領(lǐng)域,觀察、研究“鐵代謝調(diào)節(jié)因素(鐵調(diào)素)”在“骨代謝異常(骨質(zhì)疏松)”過程中的作用,對骨質(zhì)疏松癥的發(fā)生機理、治療將有著十分積極的臨床意義;且鐵調(diào)素已開始進行人工合成研究,已有學者正致力于將鐵調(diào)素商品化,如能及早、全面了解鐵調(diào)素對骨組織異常的影響機制,將對骨質(zhì)疏松治療新的干預方法研究有著十分重要的現(xiàn)實意義。
Liu等在去勢大鼠骨質(zhì)疏松模型中予鐵螯合劑進行干預,觀察發(fā)現(xiàn)骨量丟失及骨微結(jié)構(gòu)的破壞均得到明顯改善,提示骨鐵的沉積與女性絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松存在一定的相關(guān)性。Tsay等對鐵超載小鼠模型研究發(fā)現(xiàn),活性氧起重要作用,說明氧化應激可能是鐵超載引起骨質(zhì)疏松的一個重要機制。有文獻報道,細胞內(nèi)鐵積累會通過氧化反應產(chǎn)生活性氧(ROS),而ROS能夠促進破骨細胞的分化,增強骨吸收。Jia等用枸櫞酸鐵銨(FAC)培養(yǎng)RAW264.7發(fā)現(xiàn),破骨細胞數(shù)隨FAC濃度增加而增加,提示高鐵環(huán)境下破骨細胞活性明顯增強。對于成骨細胞,Yang等發(fā)現(xiàn)高鐵使前成骨細胞保持在未分化狀態(tài)。徐又佳和王冰等發(fā)現(xiàn),維甲酸及糖皮質(zhì)激素所致骨質(zhì)疏松模型伴有鐵調(diào)素表達變化,提示鐵調(diào)素在其他類型骨質(zhì)疏松發(fā)生發(fā)展過程中也有一定作用。
(姜宇、趙理平)
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