Apelin-13通过调控线粒体氧化磷酸化与OPG/RANK/RANKL/IGF-1通路改善绝经后骨质疏松的机制研究

本研究发现Apelin-13通过双重机制改善绝经后骨质疏松（PMOP）：一方面通过降低ROS和MDA水平、提升抗氧化酶活性改善线粒体功能；另一方面通过调控OPG/RANK/RANKL/IGF-1信号轴促进成骨分化。该研究为PMOP治疗提供了新型分子靶点，具有重要转化医学价值。

　　

Highlight

Apelin-13通过促进MC3T3-E1细胞增殖和减少凋亡缓解PMOP

MTT检测显示当Apelin-13浓度超过40 μM时细胞活性显著抑制（p<0.01），后续实验采用低于该阈值的浓度（图1A）。地塞米松（DEX）处理抑制MC3T3-E1细胞增殖，但随着Apelin-13剂量增加，细胞活力呈现剂量依赖性恢复，当浓度≥10 μM时达到统计学显著性（P<0.05）（图1B）。Western blot结果（图1C-E）表明Apelin-13显著调控凋亡相关蛋白表达：Bcl-2表达上调，Bax和Cleaved Caspase-3表达下调。流式细胞术进一步证实Apelin-13有效抑制DEX诱导的细胞凋亡（图1F-G）。这些结果说明Apelin-13通过调节线粒体途径凋亡相关蛋白表达增强细胞生存能力。

讨论

PMOP是由卵巢功能衰退和雌激素水平显著下降引起的常见骨骼疾病，以骨密度降低和骨折风险增加为特征[34]。研究表明雌激素缺乏在增强破骨细胞活性的同时损害成骨细胞功能，破坏骨吸收与形成的平衡，从而促进骨质疏松发展[7]。在此过程中，成骨细胞凋亡增加破坏了骨骼修复和再生机制。本研究发现Apelin-13能有效逆转DEX诱导的成骨细胞凋亡，通过调节Bcl-2/Bax/Caspase-3信号轴维持细胞存活。更重要的是，Apelin-13通过改善线粒体功能（包括恢复线粒体膜电位、降低ROS和MDA水平、增强抗氧化酶活性）显著减轻氧化应激损伤。这些发现与先前报道的Apelin-13在心血管和神经系统中的抗氧化作用一致[35,36]，但首次在骨代谢领域证实其通过线粒体途径发挥保护作用。

结论

本研究系统揭示了Apelin-13治疗PMOP的双重机制：一方面通过改善线粒体功能缓解氧化应激，具体表现为恢复线粒体膜电位、降低ROS和MDA水平、提升抗氧化酶活性，显著减轻对成骨细胞的氧化损伤，提供稳定的细胞代谢环境；另一方面通过精确调控OPG/RANK/RANKL/IGF-1信号通路，促进成骨分化相关蛋白表达，同时抑制破骨细胞过度活化，最终恢复骨代谢平衡。这些发现不仅深化了对PMOP发病机制的理解，也为开发靶向Apelin-13/APJ信号轴的新型治疗方案提供了理论依据。