背景:随着全球老龄化进程加剧,老年人口所占比重不断增大,我国目前已进入老龄化社会。肌肉减少症(Sarcopenia,肌少症)是一种增龄相关的、广泛性、进行性的骨骼肌含量、体积和功能减退性疾病,与环境、遗传、疾病、营养等诸多因素有关,其显著影响老年人活动能力,增加外科手术风险,给社会带来了沉重的医疗和经济负担。Nrf2是细胞内重要的内源性抗氧化应激分子,可降低氧化应激水平、改善能量代谢。NOX1是骨骼肌内主要的NADPH氧化酶,可上调氧化应激状态,调节细胞新陈代谢。铁死亡是由ROS和游离铁致死性蓄积,通过”芬顿反应”诱发的细胞死亡,与多种衰老疾病密切相关。目前,在肌少症患者骨骼肌内发现Nrf2蛋白含量降低、NOX1活性升高、铁死亡显著激活,但其具体机制及因果关系尚不明确。方法:采用20月龄老年雄性野生型及Nrf2基因敲除(Nrf2 knockout, Nrf2 KO)小鼠,通过对其行为学检测、活体体成份分析、病理学切片染色观察及线粒体形态学和功能测定等多种检测手段,检测Nrf2 KO对老年小鼠骨骼肌含量及功能、线粒体形态及功能、NOX1表达量及铁含量、MDA含量、总抗氧化能力等铁死亡相关指标的影响。同时,通过慢病毒载体构建Nrf2敲低(sh-Nrf2)的C2C12细胞,检测sh-Nrf2及其成熟肌管细胞直径、ROS含量、铁含量、MDA含量及NOX1蛋白含量变化,并通过Seahorse细胞能量代谢仪检测ATP动态生成速率。进一步将sh-Nrf2组C2C12细胞给与NOX1抑制剂2-APT干预,检测其MDA及ROS含量及细胞能量代谢改变。结果:Nrf2-KO老年小鼠骨骼肌含量、四肢最大抓力、最大转棒速度、最大跑步速度、ATP含量及线粒体复合体complex I、II、IV酶活性显著下降,同时确认细节,肌纤维横截面积减小、肌原纤维萎缩、蛋白质分解通路激活、胶原含量增多、线粒体形态及排列紊乱伴染色加深、体积皱缩;对铁死亡指标检测发现,Nrf2KO显著增加老年小鼠骨骼肌非血红素铁及MDA含量,降低抗氧化能力及GPX4、Fth、Ftl、FPN等分子表达量,同时引起NOX1表达升高。细LXH254 NMR胞实验发现Nrf2敲低引起成熟肌管细胞直径下降、肌萎缩通路分子mRNA水平及NOX1的蛋白表达显著上升、ATP生成总量及线粒体Amedical ethicsTP生成速率下降,同时ROS含量、铁含量及基础和Erastin诱导状态下的MDA含量增高、铁死亡核心分子GPX4、Fth、Ftl、SLC40A1蛋白水平下降。通过对sh-Nrf2施加NOX1抑制剂2-APT干预后发现,ROS含量及基础和Erastin诱导状态下的MDA含量显著降低,同时细胞代谢水平降低得到改善。结论:Nrf2 KO可加重老年小鼠肌少症表型,并显著增加NOX1表达、激活铁死亡。抑制NOX1可降低Nrf2基因沉默导致的C2C12细胞铁死亡激活及细胞代谢障碍。