定量 LFQ-DIA 蛋白质组学揭示 FTH1-MCM5/WNT 轴介导的骨母细胞功能障碍通过铁死亡驱动糖尿病性骨质疏松症

在糖尿病性骨质疏松症 (DMOP) 中，作为糖尿病 (DM) 一种常见且严重的慢性并发症，长期对公共健康提出了挑战。最近的证据表明铁死亡 —— 一种由铁依赖性脂质过氧化驱动的调控性细胞死亡方式 —— 在 DMOP 的发病机制中起重要作用。铁蛋白重链 1 (FTH1) 在调节铁代谢中的铁死亡过程中发挥关键作用。为阐明 FTH1 如何在高糖高脂 (HGHF) 条件下调控骨母细胞 (OB) 的铁死亡和异常骨代谢的机制，我们进行了定量 LFQ-DIA 蛋白质组学联合生物信息学分析。在高糖和高棕榈酸 (HGPA) 条件下培养的 MC3T3-E1 细胞被施加了慢病毒介导的 FTH1 敲低 (KD) 或过表达 (OE)，并系统地比较了它们的蛋白质表达谱。在 FTH1KD/HGPA 组中我们鉴定出 857 个差异表达蛋白 (DEP)，在 FTH1OE/HGPA 组中鉴定出 129 个 DEP。基因本体 (GO) 分析揭示，与 HGPA/NC 对照组相比，KD/HGPA 组的 DEP 主要富集于丙酮酸生物合成和 ADP 代谢过程，而 OE/HGPA 组的 DEP 主要与类视黄素和葡萄糖醛酸代谢过程相关；在 HGPA/NC 组中，DEP 主要富集于细胞间粘附和炎症反应调节。京都基因和基因组百科全书 (KEGG) 通路分析显示这些 DEP 涉及糖酵解、谷胱甘肽代谢和铁死亡通路。蛋白质-蛋白质相互作用 (PPI) 网络分析进一步识别出小染色体维持复合体组分 5 (MCM5) 和葡萄糖-6-磷酸异构酶 (GPI) 作为 KD 组中的顶级枢纽蛋白。对 MCM5 的功能验证（MCODE 的最高评分节点，评分 = 18.0）表明 FTH1KD 显著上调 MCM5 表达，而 MCM5KD 降低了 OB 的铁死亡，增强了成骨分化，并激活了 WNT 信号通路。这些结果表明 MCM5 是 HGHF 条件下 OB 分化的关键介导因子。综上所述，我们的发现揭示了 HGHF 条件下 FTH1 表达的改变重塑了 OB 蛋白质相互作用网络，并将 MCM5 确定为 DMOP 的潜在治疗靶点。