肠细菌代谢物丁酸钠通过PTEN/PI3K/AKT通路介导铁死亡（ferroptosis），从而影响雌激素缺乏导致骨质疏松的小鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）的成骨能力

《Apoptosis》：Mechanism of the enterobacterial metabolite sodium butyrate mediating ferroptosis to affect osteogenic ability of BMSCs in mice with estrogen deficiency-caused osteoporosis via the PTEN/PI3K/AKT pathway

钠丁酸盐通过乙酰化PTEN激活PI3K/AKT通路抑制铁死亡改善骨质疏松

　　

摘要

丁酸钠（NaB）是一种主要的肠道代谢物，据认为具有预防骨质疏松症（OP）的作用。本研究旨在阐明NaB在骨质疏松症中调节铁死亡（ferroptosis）的机制。研究人员建立了卵巢切除诱导的小鼠骨质疏松症模型，并用NaB或铁死亡抑制剂Fer-1进行处理。评估了骨密度、骨微结构、骨形成与吸收以及铁死亡的相关指标。在体外实验中，将小鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）用NaB和铁死亡诱导剂Erasstin处理，以观察其成骨分化和铁死亡的变化。通过共免疫沉淀法检测磷酸酶和ten?同源物（PTEN）的乙酰化情况，利用Western blot技术评估磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（AKT）通路，并通过点突变确定乙酰化位点。进一步利用p300抑制剂C646在体外和体内验证了PTEN乙酰化的作用。NaB处理能够增强骨质疏松症小鼠的骨形成、抑制铁死亡并促进成骨分化，效果类似于Fer-1。在BMSCs中，NaB通过抑制铁死亡来促进成骨作用。其机制在于NaB诱导PTEN在K125/K128位点的乙酰化，从而抑制其磷酸酶活性并激活PI3K/AKT通路，进而减少铁死亡。C646部分消除了这些效应。NaB通过促进PTEN在K125/K128位点的乙酰化来激活PI3K/AKT信号通路，从而抑制铁死亡并缓解雌激素缺乏引起的骨质疏松症。这些发现表明NaB可能是一种潜在的骨代谢表观遗传调节因子。