2023年8月,国际学术期刊Coordination Chemistry Reviews在线发表了湖北大学、湖北江夏实验室团队的最新成果,论文题为“Dissecting copper biology and cancer treatment:‘Activating Cuproptosis or Suppressing Cuproplasia’”。该综述对铜生物学和铜靶向抗癌策略进行了全面的介绍,特别强调了铜代谢/稳态、铜-癌串扰和铜超载/耗尽在癌症治疗中的作用。
铜作为一类必需的微量营养元素,控制有机体多种关键生物过程,如呼吸作用、细胞增殖、神经递质生物合成等。铜的氧化还原活性是细胞生存的双刃剑,一方面铜可通过氧化还原发挥生物功能,另一方面异常铜代谢则与癌症在内的多种疾病过程紧密相关。癌症的发生、发展通常伴随铜水平的异常提升,以铜为靶标的癌症治疗策略引起科研工作者的广泛关注。最近铜依赖的细胞增殖被新定义为“Cuproplasia”;线粒体铜累积则触发一类全新的细胞死亡机制,即“Cuproptosis,铜死亡”,主要涉及线粒体铁硫簇蛋白下降和硫辛酰修饰的DLAT蛋白聚集。
该论文的综述要点主要包括:一是系统总结了哺乳动物细胞的铜稳态调控机制和铜代谢路径,分析癌症发生/发展与铜水平之间的联系,对涉及的关键信号通路与生物过程进行总结。特别强调铜依赖的细胞增殖Cuproplasia和铜触发的细胞死亡Cuproptosis。二是回顾了铜触发Cuproptosis的分子机制,基于此汇总、归类已开发的抗癌铜载体,同时总结天然产物衍生化的铜载体结构;它们通过铜的胞外至胞内转运,杀死癌细胞。三是分析了胞内铜清除,抑制Cuproplasia过程的抗癌可行性,并对已开发的抗癌铜螯合剂和铜转运蛋白抑制小分子进行总结。