降低铁过载的药物主要是各种铁螯合剂，它可与体内铁离子结合，提高铁排泄，从而降低体内铁含量及其在各器官的沉积。目前临床使用的铁螯合剂主要有去铁胺、去铁酮和地拉罗司。其中，去铁胺和去铁酮对骨质疏松、骨代谢的作用已有部分文献报道。铁螯合剂改善骨质疏松的作用机制是通过细胞水平的调控来实现的。
2.1 铁螯合剂在铁缺乏细胞研究中的应用
对于成骨细胞的生长，铁作为重要的微量元素，在细胞的增殖和分化过程中都起着重要作用。而铁螯合剂常作为铁超载治疗的主要试剂，在研究细胞铁缺乏的研究中，多用铁螯合剂干预来模拟细胞铁缺乏。
1998年，Manuel L等用不同剂量的去铁胺和去铁酮干预MG-63成骨细胞系增殖，同时还设计了一组加入铁柠檬酸对抗铁螯合剂的影响来了解铁在成骨细胞增殖中的作用；为了研究铁螯合剂对细胞活性、分化的影响，研究还测定了成骨细胞碱性磷酸酶活性指标。结果发现，MG-63细胞增殖完全被100μmol/L的去铁胺和300μmol/L的去铁酮抑制，而这种增殖抑制情况能够被加入的枸橼酸铁纠正；两种螯合剂干预24h后，碱性磷酸酶活性略有下降，而在48h和96h后却增加了碱性磷酸酶活性。结果提示，无论去铁胺还是去铁酮都抑制成骨细胞样细胞系MG-63细胞增殖，这种抑制与铁螯合有关；而铁螯合剂对细胞活性指标的影响并不显著，铁螯合干预后并不损害细胞活性活动。上述研究结果提示，一定浓度的去铁胺和去铁酮抑制成骨细胞样细胞系MG-63细胞增殖。
2003年，González Suárez I等用去铁胺和去铁酮干预成骨细胞，研究对1，25（OH）维生素D3刺激的MG-63细胞骨钙素分泌的影响。结果发现，去铁胺和去铁酮在高剂量（去铁胺：60μmol/L，80μmol/L；去铁酮：180μmol/L，240μmol/L）抑制1，25（OH）维生素D3引起的骨钙素分泌，而在低剂量（去铁胺5μmol/L；去铁酮15μmol/L）刺激骨钙素的分泌。研究提示，铁被过量地螯合会对成骨细胞产生抑制作用。2006年，Mardi等以铁螯合干预体外培养成骨细胞，亦发现矿化受到抑制，而没有影响Ⅰ型胶原的沉积。
2010年，Jonathan G等运用铁螯合剂去铁胺干预胎鼠头盖骨源性成骨细胞的分化，测量铁调节基因和蛋白表达，并测定成骨细胞相关分化基因，评估DFOM对成骨细胞分化过程的影响。在分化早期、分化晚期和分化整个过程分别加入0～8μmol/L去铁胺，测量转铁蛋白受体和铁蛋白轻链与重链蛋白表达的改变。结果表明，8μmol/L去铁胺干预整个分化过程，可以改变铁调节基因和蛋白质，并且下调成骨细胞分化成熟基因，尤其是骨钙素。此外，碱性磷酸酶活性和矿化面积明显降低。这种效应在早期干预也有相似结果，而在分化晚期干预并无影响。结果提示，铁对成骨细胞分化非常重要，在早期分化中的作用更加明显。
上述细胞体外培养研究结果提示，成骨细胞的功能与足量的铁有关，当铁被过量螯合后，成骨细胞的功能（细胞增殖、细胞矿化、骨钙素分泌等）受到抑制。因此，铁缺乏抑制成骨细胞功能，可能是引起相应骨代谢异常的基础原因。
2.2 铁螯合剂在铁蓄积细胞研究中的应用
2010年，徐又佳等用去铁胺干预培养成骨细胞h FOB1.19，结果显示：细胞成骨活性指标变化与低铁环境的浓度不同有关，低剂量环境（5μmol/L）对细胞活性指标有促进作用，促进增殖，促进矿化，抑制细胞凋亡等；较大的低剂量对成骨细胞活性指标出现部分抑制效应。研究提示，低铁环境与高铁环境不同，细胞成骨功能存在不同的剂量效应。
2010年，Gaboriau等培养肝脏肿瘤细胞，分别用地拉罗司和去铁酮干预，发现地拉罗司的去铁能力是去铁酮的40倍。
2010年，Zarjou等使用去铁胺干预成骨细胞培养，然后检测成骨细胞膜上铁蛋白H链和L链表达情况，结果与对照组相比，去铁胺可显著降低成骨细胞膜上铁蛋白H链和L链的表达。
2012年，赵国阳等用去铁胺干预成骨细胞，发现在实验剂量范围内，成骨细胞内铁离子浓度下降，细胞增殖、分化和矿化能力明显提高。
2.3 铁螯合剂在其他细胞研究中的应用
2007年，Ghoti等研究认为，去铁酮（DFP）可降低红细胞的活性氧（ROS）水平，升高还原性谷胱甘肽水平，此作用同抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸（NAC）一致。
2008年，戴克戎等研究多功能性干细胞和小鼠骨髓人类C3H10T1/2细胞，以去铁胺和骨形态发生蛋白2（BMP2）干预。在BMP2和15μmol/L去铁胺干预时，发现成骨表现的碱性磷酸酶（ALP）活性和钙沉积增加。而这一结果伴随着糖原合酶磷酸激酶3β和β-catenin蛋白的含量增加。为了研究其作用机制，进行了β-catenin的基因敲除，该基因敲除后去铁胺不能引起ALP活性的相关影响。这就表明，去铁胺通过激活β-catenin信号通路直接作用于细胞成骨分化。
2008年，Qu等研究发现，去铁胺可促进成骨细胞内的经典Wnt/β-catenin信号通路，而该通路可促使前成骨细胞向成骨细胞分化，并促进成骨细胞的成骨活性，抑制成骨细胞的凋亡。
2009年，Ishii等在一项破骨细胞相关研究中发现，去铁胺可通过抑制活性氧产生和过氧化物酶增殖激活受体7辅助活化因子（PGC）-1β表达而抑制破骨细胞生成，还可通过抑制破骨细胞分化及其细胞骨架重构活性而抑制其骨吸收能力。
2010年，Bendova等用过氧化物t-BHP复制细胞损伤模型，细胞活性明显降低后用不同剂量去铁酮干预，结果发现，降低细胞活性被去铁酮逆转，随去铁酮干预剂量增加表现出剂量依赖性。
（汪升、王亮）
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