靶向PTK2的vaccarin通过调控P53乙酰化/琥珀酰化抑制铁死亡缓解骨质疏松症

本研究针对骨质疏松症(OP)中骨密度降低和铁死亡机制不清的问题，通过RNA测序发现PTK2表达下调与P53介导的铁死亡密切相关。研究人员证实PTK2通过竞争性结合MOF抑制P53 K120位点修饰，恢复FN1表达从而缓解铁死亡，并从天然产物库筛选出靶向PTK2的小分子vaccarin，在OVX小鼠模型中验证其抗骨质疏松作用。该研究为OP治疗提供了新靶点和候选药物，发表于《Cell Biology and Toxicology》。

　　

骨质疏松症如同骨骼的"隐形杀手"，悄悄侵蚀着全球2亿多患者的骨骼健康。这种以骨量减少、微结构破坏为特征的疾病，尤其青睐绝经后女性和老年人，轻轻一摔就可能造成致命骨折。目前临床主要依靠抑制骨吸收的双膦酸盐类药物，但长期使用会导致颌骨坏死、非典型骨折等严重并发症。更令人困扰的是，关于骨质疏松发病机制中新兴的程序性细胞死亡方式——铁死亡(ferroptosis)的作用，科学界仍知之甚少。这种由铁依赖的脂质过氧化引发的特殊死亡形式，如何影响成骨细胞分化？是否存在关键调控靶点？这些问题成为骨质疏松研究领域的空白点。

大连医科大学药学院临床药理教研室和附属第一医院骨科的研究团队联手攻关，在《Cell Biology and Toxicology》发表重要成果。他们首先通过RNA测序发现蛋白酪氨酸激酶2(PTK2)在骨质疏松模型中显著下调，生物信息学分析揭示其与铁死亡关键基因P53存在密切关联。深入机制研究发现，PTK2能像"分子诱饵"一样竞争性结合乙酰转移酶MOF，阻断其对P53蛋白K120位点的乙酰化和琥珀酰化修饰，从而解除P53对纤维连接蛋白1(FN1)的转录抑制。更令人振奋的是，通过计算机辅助分子对接从天然产物库中筛选出的vaccarin——一种源自王不留行种子的黄酮苷，被证实能特异性激活PTK2，在细胞和动物层面均展现出显著的抗铁死亡和促骨形成作用。

研究采用多组学联用技术路线：通过RNA测序和生物信息学分析筛选关键靶点；建立erastin诱导的BMSCs铁死亡模型和OVX小鼠骨质疏松模型；运用分子对接和CETSA（细胞热转移实验）验证药物-靶点相互作用；采用免疫共沉淀和双荧光素酶报告基因检测蛋白互作及转录调控机制。

PTK2表达降低与骨质疏松相关
RNA测序显示OVX小鼠股骨组织中PTK2表达显著下调，临床骨质疏松患者骨组织检测验证了这一现象。值得注意的是，PTK2表达与P53呈负相关，暗示二者可能存在调控关系。

PTK2过表达通过抑制铁死亡促进成骨分化
在erastin诱导的BMSCs铁死亡模型中，PTK2过表达能逆转线粒体形态异常，降低活性氧(ROS)和丙二醛(MDA)水平，提升谷胱甘肽(GSH)含量。同时显著改善碱性磷酸酶(ALP)活性和矿化结节形成，证实其对铁死亡和成骨分化的双重调控作用。

PTK2调控P53翻译后修饰的分子机制
免疫共沉淀实验揭示PTK2与MOF存在直接相互作用。PTK2过表达可减少P53 K120位点的乙酰化和琥珀酰化修饰，这种修饰变化通过降低P53与FN1启动子的结合能力，解除其对FN1表达的抑制。

天然化合物vaccarin的 therapeutic potential
从3060种天然产物中虚拟筛选出的vaccarin，通过CETSA证实能稳定PTK2蛋白结构。在动物实验中，vaccarin处理显著改善OVX小鼠的骨微结构参数（BV/TV增加28.7%），降低血清骨吸收标志物ACP，同时上调股骨组织中GPX4（谷胱甘肽过氧化物酶4）等铁死亡抑制因子表达。

这项研究首次阐明了PTK2-MOF-P53轴在骨质疏松性铁死亡中的核心作用，突破性地发现P53 K120位点的双重修饰（乙酰化/琥珀酰化）共同调控FN1表达的全新机制。从转化医学角度看，研究不仅为骨质疏松提供了新的治疗靶点，更通过"计算筛选-实验验证"的创新模式，将传统中药活性成分vaccarin重新定位为靶向PTK2的抗骨质疏松候选药物。这种既能抑制铁死亡又可促进骨形成的双重作用特点，为开发兼具骨量提升和骨质量改善的新型骨质疏松药物指明了方向。未来研究可进一步优化vaccarin的给药方案，探索其在骨折愈合等其他骨代谢疾病中的应用价值。