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为探究 LDHB 及其介导的组蛋白乳酰化对骨关节炎（OA）中软骨细胞铁死亡的作用，研究人员通过构建体内外模型，发现 OA 小鼠 LDHB 和 H3K18 乳酰化水平升高，敲低 LDHB 可减轻软骨细胞铁死亡。该研究揭示 LDHB 通过组蛋白乳酰化促进 ACSL4 表达诱导铁死亡，为 OA 治疗提供新方向。
骨关节炎（OA）作为全球最常见的退行性关节疾病，是老年人慢性疼痛和残疾的主要原因。目前，针对 OA 的治疗主要集中在缓解疼痛症状，却无法阻止疾病进展，而软骨细胞死亡在 OA 的发病机制中起着关键作用。尽管已有研究关注凋亡、坏死性凋亡和自噬等细胞死亡形式，但单一抑制这些死亡形式的临床试验尚未成功，这表明 OA 中存在多种细胞死亡形式共同促进软骨退化。铁死亡作为一种铁依赖的脂质过氧化导致的氧化细胞死亡形式，近年来被发现与 OA 进展相关，但其具体调控机制仍不明确。与此同时，乳酸脱氢酶 B（LDHB）作为重要的乳酸调节因子，其介导的组蛋白乳酰化这一新型表观遗传修饰在疾病中的作用也有待深入探索。在此背景下，大连医科大学等机构的研究人员开展了相关研究，旨在阐明 LDHB 及其介导的组蛋白乳酰化在 OA 中对软骨细胞铁死亡的影响，该研究成果发表在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：构建 DMM 手术诱导的 OA 小鼠体内模型和 IL-1β 诱导的软骨细胞体外模型；运用 HE 染色进行软骨组织病理评估；通过 ELISA 检测血清中 COMP 和 CTX-II 水平以评估 OA 严重程度；利用 CCK-8 法和集落形成实验检测细胞活力与增殖；借助 Western blotting 检测蛋白表达及乳酰化水平；采用 ChIP 和荧光素酶报告基因实验分析 LDHB 对 ACSL4 的表观遗传调控；通过检测总铁、Fe2?和脂质 ROS 水平衡量铁死亡程度。
研究结果
OA 模型中 LDHB 和组蛋白 H3K18 乳酰化表达升高
通过 HE 染色观察到 OA 小鼠软骨组织基质降解和炎症更明显，ELISA 检测显示 OA 小鼠血清 CTX-II 和 COMP 水平显著升高，证实 OA 模型构建成功。Western blotting 结果显示，OA 小鼠软骨中 LDHB 蛋白水平和组蛋白 H3K18 乳酰化水平显著升高，提示 LDHB 和 H3K18 乳酰化与 OA 相关。
LDHB 在体内促进组蛋白 H3K18 乳酰化和铁死亡
在 OA 小鼠模型中，敲低 LDHB 可抑制 LDHB 和 H3K18 乳酰化水平，减轻软骨组织基质降解，降低血清 CTX-II 和 COMP 水平，增加 Ⅱ 型胶原和聚集蛋白聚糖表达，同时下调总铁、Fe2?和脂质 ROS 水平，而乳酸钠（Nala）处理可逆转这些效应，表明 LDHB 在体内促进组蛋白乳酰化和铁死亡。
LDHB 抑制软骨细胞增殖并诱导铁死亡
在 IL-1β 诱导的软骨细胞模型中，LDHB 敲低可降低 LDHB 和 H3K18 乳酰化水平，恢复细胞增殖和基质蛋白表达，抑制铁死亡相关指标，Nala 处理同样可逆转这些作用，说明 LDHB 在体外也能抑制软骨细胞增殖并诱导铁死亡。
LDHB 通过组蛋白 H3K18 乳酰化表观增强 ACSL4 表达
ACSL4 作为铁死亡的直接调节因子，其表达可被 LDHB 敲低抑制，而 Nala 处理或 LDH 抑制剂 Oxamate 处理可逆转。ChIP 和荧光素酶报告基因实验表明，LDHB 敲低减少 ACSL4 启动子区 H3K18 乳酰化富集和启动子活性，Nala 和 Oxamate 处理结果与之一致，说明 LDHB 通过组蛋白乳酰化表观调控 ACSL4 表达。
LDHB 通过 ACSL4 诱导软骨细胞铁死亡
在 IL-1β 诱导的软骨细胞模型中，过表达 ACSL4 可逆转 LDHB 敲低对细胞活力、增殖和基质蛋白表达的恢复作用，同时恢复铁死亡相关指标，证实 LDHB 通过 ACSL4 诱导软骨细胞铁死亡。
LDHB 通过乳酰化调控 ACSL4 影响 OA 进展
在 OA 小鼠模型中，siLDHB 和 OXA 处理可抑制 ACSL4 表达，减轻基质降解，降低血清标志物水平，减少铁死亡相关指标，而过表达 ACSL4 可逆转这些效应，表明 LDHB 通过乳酰化调控 ACSL4 影响 OA 进展。
结论与讨论
本研究发现，LDHB 在 OA 中表达升高，其通过介导组蛋白 H3K18 乳酰化表观调控 ACSL4 表达，进而诱导软骨细胞铁死亡，促进 OA 进展。敲低 LDHB 可在体内外减轻 OA 症状和软骨细胞铁死亡。该研究首次揭示了 LDHB - 组蛋白乳酰化 - ACSL4 通路在 OA 中的作用，为理解 OA 发病机制提供了新视角，也为 OA 治疗提供了潜在靶点，即通过抑制 LDHB 或 ACSL4 来调控软骨细胞铁死亡。尽管研究存在未采用组织化学染色评估蛋白多糖等局限性，但仍为乳酸代谢、表观遗传调控与铁死亡在 OA 中的关联奠定了基础，为后续研究提供了方向。
