SQLE通过调控铁死亡在激素性股骨头坏死中的作用机制与靶向治疗研究

《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》：Identification and validation of SQLE in steroid-induced osteonecrosis of the femoral head: a bioinformatics and experimental study

本研究针对糖皮质激素诱导的股骨头坏死(ONFH)发病机制不清的问题，通过转录组测序发现SQLE是脂代谢关键基因，实验证实SQLE通过介导铁死亡加重成骨细胞损伤，SQLE抑制剂特比萘芬可改善ONFH大鼠骨微结构和脂代谢紊乱，为ONFH治疗提供了新靶点。

　　

当长期使用糖皮质激素的患者突然出现髋部疼痛、活动受限时，很可能遭遇了骨科领域的"隐形杀手"——股骨头坏死(osteonecrosis of the femoral head, ONFH)。这种疾病如同悄无声息的地质塌陷，先是股骨头内部骨细胞缺血坏死，最终导致结构崩塌，严重时只能通过人工关节置换来挽救功能。特别令人担忧的是，ONFH好发于中青年群体，给患者和社会带来沉重负担。

尽管医学界已认识到脂代谢紊乱是ONFH的重要推手，但具体分子机制仍如雾里看花。这正是He等人在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》发表的最新研究想要揭开的谜题。研究人员将目光投向胆固醇合成通路中的关键酶——角鲨烯环氧酶(squalene epoxidase, SQLE)，探索其在激素性股骨头坏死中的角色。

研究团队运用了多维度的技术方法：通过转录组测序筛选差异表达基因，结合生物信息学分析构建蛋白互作网络；利用地塞米松(dexamethasone, DEX)诱导的MC3T3-E1细胞模型，通过基因敲降和过表达验证SQLE功能；检测铁死亡相关指标(Fe²⁺、ROS、MDA、GSH)；并建立大鼠ONFH模型，通过micro-CT、组织染色和血清学检测评估SQLE抑制剂特比萘芬(terbinafine, TB)的疗效。

Establishment and validation of the cell model of ONFH

研究人员用不同浓度地塞米松处理MC3T3-E1细胞，发现10^-5 mol/L DEX可显著抑制细胞活力，增加凋亡率，并降低碱性磷酸酶(ALP)活性和成骨相关基因(Opn、Ocn、Runx2)表达，成功建立ONFH细胞模型。

Transcriptome sequencing and enrichment analysis

转录组测序鉴定出579个差异表达基因(DEGs)，其中243个上调，336个下调。富集分析显示上调基因主要涉及固醇合成、铁死亡等通路，下调基因与细胞外基质组织等相关。

Identification of lipid metabolism-related hub genes

从GeneCards获取6693个脂代谢相关基因，与DEGs取交集得到197个基因。通过蛋白互作(PPI)网络分析，最终确定Fdps、Lss、Sqle、Nsdhl、Hmgcs2为关键枢纽基因。

Validation of hub genes in GEO dataset

利用GEO数据集GSE74089验证，发现FDPS、LSS、SQLE、NSDHL在ONFH患者中显著高表达，ROC曲线显示这些基因具有良好的诊断价值。

Effects of SQLE on the proliferation, apoptosis, and cell cycle of MC3T3-E1 induced by dexamethasone

SQLE敲降可逆转DEX引起的细胞活力下降、凋亡增加和G1期阻滞，而过表达SQLE则加重这些损伤。

Effect of SQLE on the osteogenic differentiation of MC3T3-E1 induced by dexamethasone

SQLE敲降显著提升成骨标志物(OPN、RUNX2、Collagen I)表达和ALP活性，而过表达产生相反效果，表明SQLE抑制成骨分化。

Effect of SQLE on dexamethasone-induced MC3T3-E1 damage through mediating ferroptosis

DEX处理使Fe²⁺、MDA、ROS水平升高，GSH下降，铁死亡抑制剂Fer-1可逆转SQLE过表达的损害，证实SQLE通过调控铁死亡影响成骨细胞功能。

Effect of the SQLE inhibitor terbinafine on glucocorticoid-induced ONFH in vivo

在大鼠模型中，特比萘芬治疗显著改善骨微结构参数(BV/TV、Tb.Th、BMD)，减少空骨陷窝，纠正血脂异常，并降低血清Fe²⁺、MDA水平，证实SQLE抑制剂的治疗潜力。

该研究首次系统揭示SQLE在激素性股骨头坏死中的关键作用，阐明其通过调控胆固醇代谢和铁死亡通路影响成骨细胞功能的分子机制。创新性地发现SQLE抑制剂特比萘芬可通过改善脂代谢和抑制铁死亡减轻骨坏死，为临床转化提供直接证据。这项研究不仅深化了对ONFH发病机制的理解，更重要的是开辟了靶向SQLE的治疗新策略，有望为众多长期使用糖皮质激素的患者带来福音。