综合图区亚洲网友自拍|亚洲黄色网络|成人无码网WWW在线观看,日本高清视频色视频kk266,激情综合五月天,欧美一区日韩一区中文字幕页

English | 中文版 | 手機(jī)版 企業(yè)登錄 | 個(gè)人登錄 | 郵件訂閱
當(dāng)前位置 > 首頁 > 技術(shù)文章 > 細(xì)胞銅死亡特性、分子機(jī)制的介紹及其與多種疾病相關(guān)性的研究進(jìn)展

細(xì)胞銅死亡特性、分子機(jī)制的介紹及其與多種疾病相關(guān)性的研究進(jìn)展

瀏覽次數(shù):1085 發(fā)布日期:2024-5-9  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)
重金屬離子是人體必需的微量營養(yǎng)素,其不足和過量都可能引發(fā)細(xì)胞死亡,例如鐵和銅。關(guān)于細(xì)胞鐵死亡小陶之前已做了詳細(xì)解析(可見往期:基于十年研究,鐵死亡模全新模型橫空出世),今天咱們再來看看熱度逐漸攀升的細(xì)胞“銅死亡“~

銅死亡(Cuproptosis)的概念最早由 Peter Tsvetkov 在 2022 年提出[1],它代表一種獨(dú)特的細(xì)胞死亡方式,與其他受控細(xì)胞死亡(RCDs)方式有所不同,其過程涉及 銅的依賴、脂;鞍椎姆e累以及 Fe-S 簇蛋白的減少。下面,讓我們一起深入了解一下銅死亡吧~
 
 
▲細(xì)胞死亡的不同形式

銅死亡有哪些特性?
生化特性
銅以兩種形式存在于體內(nèi),亞銅離子(Cu+)和銅離子(Cu2+),并參與多種生理反應(yīng)。人們主要從食物中獲取銅,銅在食物中以 Cu2+ 形式存在,通過吸收和運(yùn)輸進(jìn)入肝細(xì)胞,并通過銅藍(lán)蛋白將銅輸送到身體各部位。

銅的穩(wěn)態(tài)失衡會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)銅濃度升高,引發(fā)細(xì)胞損傷和銅死亡,其中 銅離子的作用 包括:

①銅離子通過芬頓反應(yīng)產(chǎn)生大量活性氧(ROS),引發(fā) DNA 損傷和脂質(zhì)過氧化;
②銅離子通過抑制泛素-蛋白酶體系統(tǒng)來抑制細(xì)胞蛋白酶活性,并抑制細(xì)胞增殖;
③銅離子通過與脂;鞍祝ū帷α-酮戊二酸、支鏈銅酸脫氫酶和甘氨酸裂解系統(tǒng))結(jié)合,誘導(dǎo)脂;鞍椎木奂⒁种凭粒體代謝功能,從而促進(jìn)細(xì)胞發(fā)生銅死亡。


此外,銅積累與銅死亡密切相關(guān),此過程受到 Ferredoxin1 (FDX1)  lipoic acid synthase (LIAS) 的調(diào)節(jié)。

形態(tài)表現(xiàn)
銅死亡會(huì)表現(xiàn)出一系列主要形態(tài)學(xué)特征,包括 線粒體的收縮、細(xì)胞膜的破裂、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的損傷 以及 染色質(zhì)的破裂,這些特征與凋亡過程相似[3][4][5],但是其機(jī)制與已知的其他細(xì)胞死亡方式有所不同。
 
 
▲細(xì)胞內(nèi)銅代謝信號通路

銅死亡的分子機(jī)制
氧化應(yīng)激的激活
在正常的生理?xiàng)l件下,細(xì)胞維持著氧化與抗氧化防御之間的平衡,一旦這個(gè)平衡被破壞,氧化應(yīng)激就會(huì)發(fā)生,導(dǎo)致細(xì)胞損傷并引發(fā)多種疾病。芬頓反應(yīng)( Fenton reaction)是一種常見的金屬催化反應(yīng),能夠產(chǎn)生大量的活性氧物質(zhì)(ROS)。銅離子在這一過程中起到關(guān)鍵作用,通過 催化 H2O2 產(chǎn)生大量 ROS,對細(xì)胞產(chǎn)生多方面的損害,包括 損傷 DNA、干擾線粒體功能、破壞細(xì)胞膜完整性等。

此外,一些研究發(fā)現(xiàn),銅離子可以通過促進(jìn) ROS 產(chǎn)生并調(diào)控相關(guān)信號通路來誘導(dǎo)癌細(xì)胞死亡。例如,銅離子載體 NSC319726 可激活 Cu2+ 并促進(jìn) ROS 產(chǎn)生,導(dǎo)致脫氧核苷酸耗盡和 DNA 合成抑制,這使得細(xì)胞停留在 G1 期并誘導(dǎo)細(xì)胞死亡[6]。此外, Disulfiram 與 Cu2+ 結(jié)合會(huì)促進(jìn) ROS 產(chǎn)生,激活 P38 信號通路,并抑制 NF-kB 信號通路,從而誘導(dǎo)癌細(xì)胞死亡[7]。也就是說,銅離子可通過增加 ROS 產(chǎn)生和激活與氧化應(yīng)激相關(guān)的信號通路來達(dá)到殺傷細(xì)胞的目的。

泛素-蛋白酶體系統(tǒng)的抑制
泛素-蛋白酶體系統(tǒng)(UPS)是一個(gè)關(guān)鍵的蛋白質(zhì)降解通路,負(fù)責(zé)細(xì)胞中大約 80% 蛋白質(zhì)的降解。在這個(gè)系統(tǒng)中,泛素分子被選擇性地連接到目標(biāo)蛋白質(zhì)上,標(biāo)志其進(jìn)行降解。泛素化過程在細(xì)胞凋亡、信號傳遞和損傷修復(fù)等多種細(xì)胞活動(dòng)中發(fā)揮著重要作用。

研究表明,銅離子可以通過不同機(jī)制干擾泛素-蛋白酶體系統(tǒng)的正常功能。例如,Disulfiram-Cu2+ 復(fù)合物通過抑制蛋白酶體活性和增加泛素-蛋白相互作用來損傷癌細(xì)胞[8];Disulfiram-Cu2+ 復(fù)合物通過阻止蛋白酶體系統(tǒng)上游信號傳導(dǎo)和抑制依賴泛素化的 ATP 合酶(ATP synthase),抑制泛素蛋白質(zhì)的降解[9]。

銅通過靶向脂;疶CA循環(huán)蛋白誘導(dǎo)細(xì)胞死亡
銅死亡的關(guān)鍵特征之一是在線粒體呼吸鏈中三羧酸循環(huán)(TCA循環(huán))的蛋白質(zhì)硫辛酸酯化,這是一種重要的賴氨酸翻譯后修飾,它通過酰胺鍵將硫辛酸酯與蛋白質(zhì)賴氨酸殘基連接起來,對調(diào)控 TCA 循環(huán)的關(guān)鍵酶非常重要。

銅離子通過與脂酰化組分結(jié)合,導(dǎo)致脂;鞍缀丸F硫簇蛋白的損失,誘導(dǎo)蛋白質(zhì)毒性應(yīng)激和細(xì)胞死亡。其中,F(xiàn)DX1 是銅死亡的上游調(diào)節(jié)因子,其敲除或與脂;嚓P(guān)的酶可以阻止銅死亡的發(fā)生。因此,這些生物標(biāo)志物如 FDX1、LIPT1、LIAS、DLD和 DLAT 等在銅死亡的研究中具有重要作用,有望成為該細(xì)胞死亡過程的生物標(biāo)志物。
 
 
▲銅死亡的分子機(jī)制
 
銅死亡的誘導(dǎo)劑和抑制劑
銅死亡誘導(dǎo)劑是指能夠觸發(fā)細(xì)胞銅死亡過程的化合物,目前以銅離子載體為主。這些載體,如 elesclomolNSC-319726 和 二硫化物,通過將銅離子引入細(xì)胞內(nèi)并干擾鐵硫簇生物合成等途徑誘導(dǎo)銅死亡,具有潛在的癌細(xì)胞治療效果。與此相反,銅死亡抑制劑則是指能夠抑制細(xì)胞銅死亡的化合物或治療方法。這些抑制劑包括 銅螯合劑、氧化磷酸化抑制劑以及影響電子傳遞鏈和線粒體丙酮酸攝取的物質(zhì),它們可能通過不同機(jī)制緩解與銅死亡相關(guān)的各種疾病。

總結(jié)
銅死亡是一種新發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞死亡方式,過量的銅通過促進(jìn)依賴銅的脂;鞍自谌人嵫h(huán)中異常寡聚化以及降低 Fe-S 簇蛋白水平來誘導(dǎo)銅死亡。在這個(gè)過程中,F(xiàn)erredoxin1 (FDX1)是銅死亡的關(guān)鍵因素,通過將 Cu2+還原為 Cu+,促使脫氫脂酰轉(zhuǎn)乙酰酶(DLAT)脂;,并通過降低銅硫簇蛋白水平來引發(fā)細(xì)胞死亡。
 
銅死亡與多種疾病的發(fā)生和進(jìn)展相關(guān),包括乳腺癌、肺癌、神經(jīng)退行性疾病、威爾遜氏病、肥胖等。最新研究還指出,銅死亡與多種心血管疾病的發(fā)生和進(jìn)展有關(guān)。因此,深入探討銅死亡在不同疾病中的潛在作用及其相關(guān)機(jī)制,有助于尋找新的治療靶點(diǎn)并推動(dòng)藥物研發(fā)。

當(dāng)下,銅死亡相關(guān)研究如火如荼,陶術(shù)可提供 銅死亡化合物庫、 Disulfiram 、NSC-319726、 Elesclomol、TriplinDL-Penicillamine 以及 Trientine-2HCl 等銅死亡相關(guān)抑制劑、螯合劑,助力您銅死亡相關(guān)的藥物研發(fā)和研究,歡迎私信咨詢~

參考資料:
[1] P. Tsvetkov, S. Coy, B. Petrova, M. Dreishpoon, A. Verma, M. Abdusamad, J. Rossen, L. Joesch-Cohen, R. Humeidi, R. Spangler, J. Eaton, E. Frenkel, M. Kocak, S. Corsello, S. Lutsenko, N. Kanarek, S. Santagata, T. Golub, Copper induces cell death by targeting lipoylated TCA cycle proteins, Science 375 (6586) (2022) 1254–1261.
[2] Di Wang, Zhenyu Tian, Peng Zhang, Lv Zhen, Qingju Meng, Benteng Sun, Xingli Xu, Tong Jia, Shengqiang Li,The molecular mechanisms of cuproptosis and its relevance to cardiovascular disease,Biomedicine & Pharmacotherapy,Volume 163,2023,114830,ISSN 0753-3322,https://doi.org/10.1016/j.biopha.2023.114830.
[3] G. Zhao, H. Sun, T. Zhang, J.X. Liu, Copper induce zebrafish retinal developmental defects via triggering stresses and apoptosis, Cell Commun. Signal. 18 (1) (2020) 45. 
[4] Liao Jianzhao, Yang Fan, Tang Zhaoxin, Yu Wenlan, Han Qingyue, Inhibition of Caspase-1-dependent pyroptosis attenuates copper-induced apoptosis in chicken hepatocytes, Ecotoxicol. Environ. Saf. (2019). 
[5] X. Tao, X. Wan, D. Wu, E. Song, Y. Song, A tandem activation of NLRP3 inflammasome induced by copper oxide nanoparticles and dissolved copper ion in J774A.1 macrophage, J. Hazard. Mater. 411 (2021), 125134. 
[6] K. Shimada, E. Reznik, M.E. Stokes, L. Krishnamoorthy, P.H. Bos, Y. Song, C. E. Quartararo, N.C. Pagano, D.R. Carpizo, A.C. deCarvalho, D.C. Lo, B. R. Stockwell, Copper-binding small molecule induces oxidative stress and cellcycle arrest in glioblastomapatient-derived cells, Cell Chem. Biol. 25 (5) (2018) 585–594, e7. 
[7] N.C. Yip, I.S. Fombon, P. Liu, S. Brown, V. Kannappan, A.L. Armesilla, B. Xu, J. Cassidy, J.L. Darling, W. Wang, Disulfiram modulated ROS-MAPK and NFκB pathways and targeted breast cancer cells with cancer stem cell-like properties, Br. J. Cancer 104 (10) (2011) 1564–1574. 
[8] D. Chen, Q.C. Cui, H. Yang, Q.P. Dou, Disulfiram, a clinically used anti-alcoholism drug and copper-binding agent, induces apoptotic cell death in breast cancer cultures and xenografts via inhibition of the proteasome activity, Cancer Res. 66 (21) (2006) 10425–10433. 
[9] Z. Skrott, M. Mistrik, K.K. Andersen, S. Friis, D. Majera, J. Gursky, T. Ozdian, J. Bartkova, Z. Turi, P. Moudry, M. Kraus, M. Michalova, J. Vaclavkova, P. Dzubak, I. Vrobel, P. Pouckova, J. Sedlacek, A. Miklovicova, A. Kutt, J. Li, J. Mattova, C. Driessen, Q.P. Dou, J. Olsen, M. Hajduch, B. Cvek, R.J. Deshaies, J. Bartek, Alcohol-abuse drug disulfiram targets cancer via p97 segregase adaptor NPL4, Nature 552 (7684) (2017) 194–199.
來源:TargetMol中國
聯(lián)系電話:021-33632979
E-mail:sales@targetmol.cn

標(biāo)簽: 細(xì)胞銅死亡
用戶名: 密碼: 匿名 快速注冊 忘記密碼
評論只代表網(wǎng)友觀點(diǎn),不代表本站觀點(diǎn)。 請輸入驗(yàn)證碼: 8795
Copyright(C) 1998-2024 生物器材網(wǎng) 電話:021-64166852;13621656896 E-mail:info@bio-equip.com