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目的:作为一种日常生活中比较常见的2型糖尿病的并发症之一,骨质疏松可以导致疼痛、畸形、行走困难等症状,以上这些症状不仅会严重影响患病人群特别是高龄老人的生活质量,而且还会造成沉重的社会与经济负担。但是目前有关2型糖尿病骨质疏松的发病机制及调控通路尚未完全清楚。因此,对2型糖尿病骨质疏松的发病机制进行详细、深入地探讨以及研究,从而为其防治措施提供新的方向具有重要的临床及社会意义。近些年越来越多的研究表明氧化应激可以导致骨稳态失衡,并最终诱发骨质疏松症,而活性氧以及脂质过氧化物蓄积目前被认为是铁死亡的重要特征。近年来,我们通过大量的前期研究发现高糖暴露下的成骨细胞发生铁死亡并出现成骨功能减弱,且应用铁死亡抑制剂可以明显增强其成骨功能,改善骨质疏松,并且在动物试验中得到了充分证实。所以铁死亡可能是2型糖尿病骨质疏松的重要发病机制之一。然而,铁死亡作为一种新发现的细胞死亡形式,近年来不断有新的调节通路被发现,而高糖诱导的成骨细胞铁死亡的发生机制和调控途径尚未得到明确的研究。转录激活因子3（ATF3）是转录因子ATF/CREB家族成员之一,具有转录抑制和促进双重作用,在细胞凋亡、细胞增殖和细胞周期的调控中扮演着重要角色。有研究表明ATF3的上调与细胞损伤有关,其中包括胰腺β细胞的凋亡、活性氧的产生以及与糖尿病并发症相关的高浓度葡萄糖或脂肪酸。有研究证实了ATF3的高表达与应激诱导的胰岛β细胞凋亡有关。同时ATF3介导的病理性血管生成参与了活性氧相关的糖尿病血管并发症的发生。最新的一项研究报道了ATF3在依拉斯汀诱导的人纤维肉瘤细胞以及视网膜色素上皮细胞的铁死亡中起到促进作用,紧接着又有文献报道ATF3参与了布鲁辛引发的胶质瘤细胞铁死亡。这揭示了ATF3在铁死亡发生过程中的全新作用。而在高糖引起的成骨细胞铁死亡过程中,ATF3的是否参与以及其相关调节机制尚未有研究。我们在前期实验中发现高糖环境下成骨细胞发生了铁死亡,且ATF3的表达上调。所以我们推测ATF3参与了高糖环境下成骨细胞铁死亡的过程,这可能是2型糖尿病骨质疏松的发病机制之一。所以本研究将通过体外实验及动物模型探讨铁死亡对2型糖尿病骨质疏松的影响,并阐明ATF3在2型糖尿病骨质疏松发病过程中的作用,并进一步探索其具体的调控机制,旨在为2型糖尿病骨质疏松的预防和治疗提供新的靶点。研究方法:首先我们构建了人成骨细胞h Fob1.19细胞培养体系,将其分为正常糖组、高糖组、正常糖+ATF3-sh RNA组以及高糖+ATF3-sh RNA组四组（35mmol/L葡萄糖培养以获得高糖组细胞,sh RNA慢病毒感染以获得ATF3-sh RNA组细胞）。然后应用western blot检测各组成骨细胞内ATF3、溶质载体家族7成员11（SLC7A11）、谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）、骨钙素及骨保护素的表达情况;利用透射电镜观察成骨细胞形态学改变;并通过JC-1染色检测细胞线粒体膜电位的水平;同时我们采用流式细胞技术检测各组细胞内活性氧产生情况;CCK8检测各组细胞活性;通过酶标仪检测丙二醛和硫代巴比妥酸的相互作用来检测成骨细胞的脂质过氧化水平;并通过相应试剂盒来检测细胞内谷胱甘肽及细胞外谷氨酸含量以及碱性磷酸酶活性。接下来我们构建正常2型糖尿病骨质疏松大鼠模型,并用si RNA构建ATF3干扰的2型糖尿病骨质疏松大鼠模型,首先我们通过免疫组化检测大鼠股骨组织内ATF3、SLC7A11以及GPX4的表达情况,然后应用Elisa检测各组大鼠血清内Fe2+、MDA、GSH水平以及骨代谢标志物ALP,PINP及β-CTx的含量,通过micro-CT扫描检测大鼠股骨骨密度（BMD）、小梁骨体积/组织体积（BV/TV）、骨小梁的数量（Tb.N）和骨小梁的厚度（Tb.Th）来评估大鼠股骨的骨微结构。结果:（1）在高糖条件下,电镜下观察到成骨细胞出现了铁死亡相关的形态学改变,JC-1染色发现线粒体膜电位下降,并出现活性氧及脂质过氧化物蓄积及GPX4表达下降等铁死亡相关改变。（2）高糖可以导致成骨细胞活性下降,且骨钙素及骨保护素表达下降,以及碱性磷酸酶活性下降,应用铁死亡抑制剂后上述指标明显改善。（3）高糖环境下成骨细胞内ATF3的表达增加。（4）通过慢病毒转染敲低ATF3后,成骨细胞内GPX4表达增高,且细胞内活性氧及脂质过氧化物蓄积程度下降,抑制成骨细胞铁死亡发生的同时提高了成骨功能。（5）高糖诱导成骨细胞内ATF3表达上调后,SLC7A11的表达降低,且细胞内谷胱甘肽和细胞外谷氨酸含量下降,说明胱氨酸谷氨酸转运受体（Xc-系统）活性受到抑制。（6）2型糖尿病骨质疏松大鼠股骨BMD、BV/TV、Tb.N和Tb.Th均下降,且血清内ALP,PINP及β-CTx水平降低。（7）免疫组化检测显示2型糖尿病骨质疏松大鼠骨组织中GPX4表达明显降低,血清内Fe2+、MDA水平显著增加,GSH水平减低,表明骨组织内存在铁死亡。（8）2型糖尿病骨质疏松大鼠骨组织中ATF3表达升高,而SLC7A11的表达降低。（9）通过si RNA干扰ATF3后大鼠骨组织内GPX4及SLC7A11表达均增加,且股骨BMD、BV/TV、Tb.N和Tb.Th值增高,血清内ALP,PINP及β-CTx水平上升,血清内Fe2+、MDA水平减低,GSH水平增加。结论:（1）ATF3参与了高糖诱导的成骨细胞铁死亡。（2）ATF3介导的成骨细胞铁死亡与高糖条件下成骨细胞的成骨功能减弱有关。（3）ATF3介导的铁死亡参与了大鼠2型糖尿病骨质疏松的发病过程。（4）ATF3敲低可以有效抑制高糖环境导致的成骨细胞铁死亡,从而使细胞成骨功能提高,改善骨质疏松。（5）ATF3通过抑制SLC7A11表达,减弱Xc-系统的活性及功能,从而阻碍胱氨酸/谷氨酸的转运,导致GPX4失活,从而来诱发铁死亡。