叔丁基氢过氧化物可诱导髓核细胞发生铁死亡

谌超; 胡耀全; 吕正品; 何其聪; 杨阳子久; 罗皓严; 吴贵帅; 左乾林; 王学楠; 张帆

doi:10.12307/2025.934

摘要：背景:髓核细胞的退变是椎间盘退变的关键环节.铁死亡是一种新型程序性细胞死亡方式,与椎间盘退变的发生和发展密切相关,但其具体机制尚不明确. 目的:旨在通过使用叔丁基氢过氧化物(tert-Butyl hydroperoxide,TBHP)诱导髓核细胞铁死亡,构建体外氧化应激模型,探讨TBHP诱导髓核细胞铁死亡的机制,进一步理解铁死亡在椎间盘退变中的作用. 方法:采用不同浓度的TBHP(0,25,50,100,200 µmol/L)处理髓核细胞,利用荧光显微镜与CCK8检测髓核细胞形态及细胞活力水平.采用TBHP 100 µmol/L、铁死亡诱导剂RSL3 10 µmol/L及二甲基亚砜干预髓核细胞,利用EdU实验检测细胞增殖能力.通过Western blot和免疫荧光检测铁死亡相关蛋白(谷胱甘肽过氧化物酶4、铁蛋白重链1、PTGS2和ACSL4)与椎间盘退变标志蛋白(基质金属蛋白酶13和Col2A)的表达,使用活性氧检测试剂盒和C11-BODIPY探针测定活性氧及脂质过氧化水平,并通过电镜观察线粒体形态变化. 结果与结论:①TBHP处理显著降低了髓核细胞的活力和增殖水平;②TBHP诱导髓核细胞发生典型的铁死亡形态学变化;③TBHP处理导致铁死亡抑制蛋白谷胱甘肽过氧化物酶4和铁蛋白重链1表达下降,铁死亡促进因子ACSL4和PTGS2表达上升;④TBHP处理增加了髓核细胞内活性氧生成和脂质过氧化水平;⑤电镜观察显示TBHP处理后的髓核细胞线粒体表现出收缩、嵴减少和膜密度增加等铁死亡特征;⑥TBHP处理导致髓核细胞中椎间盘退变标志蛋白基质金属蛋白酶13的表达增加,Col2A的表达下降.综上,TBHP可诱导髓核细胞发生铁死亡,并促使椎间盘退变的发生,可能是椎间盘退变中的关键病理机制,该研究为开发新型治疗策略提供了潜在靶点.