《Ecotoxicology and Environmental Safety》：Pentose phosphate pathway regulates oxidative damage and apoptosis of chondrocytes induced by fluoride
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本研究针对氟中毒引发的软骨损伤难题，通过激活磷酸戊糖途径（PPP）关键酶G6PD，首次揭示NaF通过抑制PPP通路减少NADPH/GSH生成，进而诱发氧化应激与细胞凋亡的分子机制。AG1激动剂可逆转上述损伤，为氟骨症防治提供了新靶点。
当人体长期摄入过量氟化物，会引发以骨骼病变为特征的氟骨症，其中软骨损伤是重要病理表现。软骨细胞作为关节功能的核心执行者，在氟暴露下为何会走向死亡？其背后的分子开关究竟如何调控？郑州大学公共卫生学院的研究团队在《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表的最新研究，揭开了氟化物破坏软骨细胞稳态的关键机制——磷酸戊糖途径（Pentose Phosphate Pathway, PPP）的失衡。
为解析这一现象，研究团队整合生物信息学分析与实验验证策略：首先通过GEO数据库（GSE70719数据集）筛选氟处理人骨肉瘤细胞差异基因，发现PPP通路显著富集；继而构建SD大鼠氟中毒模型（10/50/100 mg/L NaF饮水暴露）和人类软骨细胞系（SW1353、C28/I2）实验体系，采用CCK-8法检测细胞活力，流式细胞术分析凋亡与ROS水平，Western blot和qRT-PCR检测通路关键分子表达，并辅以免疫组化验证组织水平变化。关键实验还引入G6PD特异性激动剂AG1进行干预验证。
3.1. PPP是氟化物诱导骨细胞损伤的显著富集通路
生物信息学分析显示，NaF处理组中PPP通路相关基因PRPS2、RPE显著下调，提示氟化物可能通过抑制PPP影响细胞代谢稳态。
3.2. NaF抑制软骨细胞PPP通路的激活
剂量实验发现，40 mg/L NaF使软骨细胞活力降至60%。分子检测表明，NaF以浓度依赖性方式抑制G6PD、TALDO1等PPP关键酶表达，并降低NADPH和GSH水平。而AG1干预可显著逆转这种抑制效应。
3.3. NaF诱发软骨细胞氧化损伤与凋亡
NaF处理组SOD活性下降，MDA和ROS水平升高，凋亡率显著增加。Western blot显示促凋亡蛋白BAX/BCL-2比值上升，证实氟化物通过氧化应激途径诱导程序性死亡。
3.4. AG1通过激活PPP缓解氟毒性
使用2 μmol/L AG1预处理后，PPP通路关键分子表达恢复，NADPH/GSH水平回升，氧化指标和凋亡率均得到改善，证明G6PD激动剂可对抗氟诱导的软骨细胞损伤。
3.5. 动物实验验证PPP在氟骨症中的作用
大鼠关节软骨H&E染色显示氟暴露组细胞排列紊乱、数量减少；免疫组化进一步证实G6PD、TALDO1蛋白表达下调，BAX/BCL-2失衡，与体外实验结果一致。
本研究首次阐明氟化物通过抑制PPP关键酶G6PD，减少NADPH生成，削弱细胞抗氧化能力，最终导致软骨细胞氧化损伤与凋亡的级联反应。AG1对G6PD的靶向激活作用，为氟骨症的代谢干预提供了新思路。值得注意的是，研究虽未进行G6PD基因敲除验证，但多维度实验数据均支持PPP在氟毒性中的核心地位。该发现不仅深化了对氟中毒机制的理解，也为代谢性疾病防治策略开发奠定了理论基础。
