余榮鳳，楊永秀

1 蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，蘭州 730000；2 甘肅省婦科腫瘤重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3 蘭州大學(xué)第一醫(yī)院婦產(chǎn)科

重金屬離子是人體必需的微量營(yíng)養(yǎng)素，但金屬含量不足或過(guò)多都會(huì)引發(fā)細(xì)胞死亡［1］。金屬離子誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的具體機(jī)制已有較多研究，如鐵催化有毒膜脂質(zhì)過(guò)氧化物形成引發(fā)的鐵死亡［2］；過(guò)量的鋅通過(guò)抑制三磷酸腺苷（ATP）合成導(dǎo)致的非凋亡性細(xì)胞死亡［3］。銅是重金屬離子中的一種，在線粒體呼吸、鐵吸收、抗氧化等生物過(guò)程中有重要作用［4］。TSVETKOV 等［5］發(fā)現(xiàn)并命名了一種新型調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡方式——銅死亡，通過(guò)銅離子靶向脂酰化三羧酸（TCA）循環(huán)蛋白誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。盡管生物體對(duì)銅有生理需求，銅缺乏會(huì)破壞銅結(jié)合酶的功能，但銅過(guò)多也會(huì)引起細(xì)胞死亡。銅過(guò)量的堆積會(huì)觸發(fā)鐵硫輔助因子的破壞，啟動(dòng)由銅驅(qū)動(dòng)的芬頓反應(yīng)，產(chǎn)生破壞性ROS，導(dǎo)致氧化應(yīng)激反應(yīng)及氧化損傷［6］。腫瘤組織中銅含量增加，銅穩(wěn)態(tài)與腫瘤細(xì)胞增殖、血管生成和轉(zhuǎn)移密切相關(guān)［7］。銅穩(wěn)態(tài)失衡引起的細(xì)胞毒性可以抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)及增殖速度［8］。銅配合物是由銅離子與某些配體以配位鍵結(jié)合形成的配位化合物，可以在內(nèi)源性底物催化過(guò)程中產(chǎn)生大量ROS，從而引發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng)，損傷蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA等［9］。故此，本文針對(duì)銅誘導(dǎo)細(xì)胞死亡及其在婦科腫瘤中的研究進(jìn)展綜述如下。

1 銅代謝與轉(zhuǎn)運(yùn)

生物體有復(fù)雜的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和銅結(jié)合蛋白來(lái)控制銅的攝取、細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)、儲(chǔ)存和流出。哺乳動(dòng)物從飲食中獲取銅，銅由腸上皮細(xì)胞吸收，經(jīng)門(mén)靜脈循環(huán)輸送到肝臟。肝臟是體內(nèi)銅的主要儲(chǔ)存庫(kù)，經(jīng)血液將銅分配到周?chē)鞴?，或由膽汁將銅從體內(nèi)排出［8］。銅穩(wěn)態(tài)是基于銅進(jìn)入、銅伴侶、銅轉(zhuǎn)運(yùn)及銅流出途徑之間的串?dāng)_及調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。銅離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（CTR）及銅轉(zhuǎn)運(yùn)ATP 酶1（ATP7A）和2（ATP7B）是維持細(xì)胞內(nèi)銅濃度的重要因素［10］。

人體細(xì)胞外Cu2+被細(xì)胞膜表面銅還原酶（FRE1和FRE7）還原成Cu+后，通過(guò)CTR1 進(jìn)入細(xì)胞并移動(dòng)到特異性伴侶蛋白［抗氧化蛋白1（ATOX1）、銅鋅超氧化物歧化酶銅伴侶蛋白（CCS）、細(xì)胞色素C 氧化酶（COX）銅伴侶蛋白17（COX17）］，將Cu+輸送到各種細(xì)胞器和酶［11］。其中，CCS將Cu+運(yùn)輸?shù)姐~鋅超氧化物歧化酶（SOD1），參與氧化還原反應(yīng)；COX17 將Cu+運(yùn)輸?shù)紺OX 并助其激活；ATOX1 將Cu+轉(zhuǎn)運(yùn)至ATP7A、ATP7B 介導(dǎo)銅流出［9］。Cu+通過(guò)線粒體載體家族蛋白SLC25A3 轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體基質(zhì)中，參與銅酶COX和SOD1的組裝并將其激活［12］。ATP7A、ATP7B則是P 型銅輸出ATP 酶P1B亞家族的兩個(gè)成員，在細(xì)胞內(nèi)高銅條件下促進(jìn)銅泵嵌入反式高爾基網(wǎng)絡(luò)中，使Cu+進(jìn)入分泌途徑，并借助ATP 水解產(chǎn)生的能量介導(dǎo)Cu+穿過(guò)雙層膜結(jié)構(gòu)，促進(jìn)銅從細(xì)胞內(nèi)流出［13］。

2 銅誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的機(jī)制

體內(nèi)的Cu+通過(guò)平衡吸收及排泄的銅量來(lái)維持全身銅穩(wěn)態(tài)，過(guò)量的銅驅(qū)動(dòng)芬頓反應(yīng)發(fā)生，產(chǎn)生大量ROS，引起蛋白質(zhì)氧化、DNA損傷、細(xì)胞核破壞，導(dǎo)致線粒體和各種酶功能失常［14］。銅離子在氧化和還原狀態(tài)之間循環(huán)，并形成羥自由基（·OH）［15］。腫瘤細(xì)胞的快速增殖增加了對(duì)氧氣的需求，致使其處于更高的活性氧應(yīng)激狀態(tài)，故相較正常細(xì)胞更易引起氧化損傷。

由于銅的生理特性及其活躍的氧化還原能力，Cu+和Cu2+在與配體結(jié)合過(guò)程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，同時(shí)生成大量ROS，誘導(dǎo)氧化應(yīng)激反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡［9］。SKROTT 等［16］研究發(fā)現(xiàn)，雙硫侖/銅（DSF/Cu）復(fù)合物可阻斷蛋白酶解系統(tǒng)上游的信號(hào)傳導(dǎo)，破壞泛素化依賴性的ATP 合酶，進(jìn)而抑制泛素化蛋白的降解。由此表明，銅及其配合物可成為有效的蛋白酶體抑制劑，抑制某些腫瘤細(xì)胞的蛋白酶體活性，進(jìn)而抑制細(xì)胞增殖。此外，TSVETKOV 等［5］命名的銅死亡，具體機(jī)制為銅離子與線粒體呼吸過(guò)程TCA 循環(huán)中的脂?；鞍踪|(zhì)結(jié)合，引起該蛋白質(zhì)聚集，進(jìn)而促使Fe-S 簇蛋白表達(dá)下調(diào)，誘發(fā)蛋白質(zhì)毒性應(yīng)激并最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。故銅誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的機(jī)制包括誘導(dǎo)ROS 產(chǎn)生、抑制泛素-蛋白酶體系統(tǒng)和靶向TCA循環(huán)脂?；鞍椎你~死亡等。

3 銅誘導(dǎo)細(xì)胞死亡在婦科腫瘤中的作用

銅誘導(dǎo)細(xì)胞死亡是一種非常規(guī)的細(xì)胞死亡機(jī)制，深入探索因銅穩(wěn)態(tài)失衡導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)毒性增加的機(jī)制，可以幫助我們?cè)谀[瘤治療中有效地殺死癌細(xì)胞［17］。不僅銅及其配合物能夠殺傷癌細(xì)胞，植物提取物含有類(lèi)黃酮、氨基酸、蛋白質(zhì)、多糖、酶、多酚、類(lèi)固醇和還原糖等，也能將Cu2+還原為氧化亞銅顆粒，從而產(chǎn)生ROS，介導(dǎo)細(xì)胞凋亡［14］。如山茶花葉提取物，由其合成的銅相關(guān)制劑，具有抗氧化作用，對(duì)Caov-3、SW-626 和SKOV-3 細(xì)胞具有顯著的細(xì)胞毒性，可在卵巢癌治療中發(fā)揮作用［18］。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，逐漸發(fā)現(xiàn)銅納米粒子具有獨(dú)特的抗菌、抗氧化、抗腫瘤活性，故由植物提取物合成的的銅納米粒子也開(kāi)始應(yīng)用于腫瘤治療中。

3.1 宮頸癌（CC） CC 是常見(jiàn)的女性惡性腫瘤，是發(fā)展中國(guó)家婦女死于惡性腫瘤的主要原因。人乳頭瘤病毒16 型、18 型的持續(xù)感染是CC 發(fā)生的主要危險(xiǎn)因素［19-20］。CC 組織及其患者血清中銅含量增加，銅配合物對(duì)CC 細(xì)胞系具有銅依賴性細(xì)胞毒作用。DSF/Cu 復(fù)合物誘導(dǎo)CC 細(xì)胞S 期失調(diào)并降低其表達(dá)，從而抑制CC細(xì)胞增殖［13］。魚(yú)腥草提取物合成的氧化銅納米粒子可在人CC細(xì)胞系HeLa細(xì)胞中降低線粒體膜電位，誘導(dǎo)ROS 產(chǎn)生，同時(shí)抑制磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白信號(hào)通路，促進(jìn)細(xì)胞凋亡［21］。HU 等［22］還發(fā)現(xiàn)，銅（2-x）硒納米酶（Cu2-xSe）不僅具有過(guò)氧化氫酶活性，可催化癌細(xì)胞中過(guò)表達(dá)的過(guò)氧化氫（H2O2）轉(zhuǎn)化為O2，并產(chǎn)生·OH，發(fā)揮細(xì)胞毒性作用；而且具有谷胱甘肽氧化酶活性，可有效消耗自由基清除劑谷胱甘肽，抑制·OH 的清除。而葡萄糖氧化酶（GOx）在有氧條件下催化β-D-葡糖生成葡萄糖酸和H2O2，為納米酶Cu2-xSe提供底物H2O2。因此，Cu2-xSe和Gox的共存系統(tǒng)Cu2-xSe-GOx 可以在腫瘤區(qū)域誘導(dǎo)ROS 積累，導(dǎo)致氧化應(yīng)激反應(yīng)，從而誘導(dǎo)CC細(xì)胞凋亡。隨著對(duì)銅誘導(dǎo)細(xì)胞死亡機(jī)制的深入探討，可能為CC患者的治療提供方向。

3.2 卵巢癌（OC） OC 在婦科惡性腫瘤中的致死率最高，患者5 年生存率不足50%［23］。在一線治療即腫瘤細(xì)胞減滅術(shù)聯(lián)合紫杉醇鉑類(lèi)化療后，65%～80%的患者可能會(huì)復(fù)發(fā)［24］。其高復(fù)發(fā)的原因之一則是化療耐藥。OC 細(xì)胞中銅含量的增加顯著增強(qiáng)了OC 細(xì)胞系（OVCAR3、A2780 和Met-5A 細(xì)胞）中的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子mRNA 表達(dá)和蛋白質(zhì)分泌［25］，與OC細(xì)胞鉑耐藥有關(guān)。因此可以此為靶點(diǎn)用于腫瘤的聯(lián)合治療。生理上，ATP7A、ATP7B介導(dǎo)銅離子從高爾基體移動(dòng)到溶酶體，促進(jìn)銅從細(xì)胞中流出。LUKANOVI? 等［26］研究發(fā)現(xiàn)，ATP7A 和ATP7B 表達(dá)增加可削弱OC 細(xì)胞對(duì)鉑化療藥的反應(yīng)，降低OC 患者的生存率。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄因子EB通過(guò)調(diào)節(jié)ATP7B 表達(dá)，促進(jìn)OC 細(xì)胞的鉑化療耐藥［27］。此外，GUO 等［28］研究顯示，DSF/Cu 復(fù)合物通過(guò)增加細(xì)胞內(nèi)ROS 水平并抑制醛脫氫酶活性，誘導(dǎo)OC 干細(xì)胞凋亡。因此，阻斷銅離子流出，使線粒體內(nèi)銅不斷積累，不僅能夠通過(guò)誘導(dǎo)ROS 產(chǎn)生及引發(fā)銅死亡導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞死亡，還能克服OC 細(xì)胞鉑耐藥，為OC 的治療提供了方向。

3.3 子宮內(nèi)膜癌（EC） EC 是高收入國(guó)家最常見(jiàn)的婦科惡性腫瘤，其發(fā)病率在全球范圍內(nèi)呈上升趨勢(shì)［29］。內(nèi)外源性的雌激素、遺傳因素及癌基因突變等均在EC 的發(fā)生中起一定作用［30］。ATAKUL 等［31］研究表明，子宮肌層浸潤(rùn)＞1/2 的EC 患者中，血清銅水平高于子宮肌層浸潤(rùn)＜1/2 的EC 患者。一般來(lái)說(shuō)，腫瘤分期越高，代謝活性越強(qiáng)，腫瘤組織中ROS水平可能更高。基于此，可利用抗氧化機(jī)制來(lái)抑制腫瘤進(jìn)展。CHINNATHAMBI等［32］研究發(fā)現(xiàn)，蔥屬植物提取物合成的銅納米粒子具有出色的抗EC潛力，具體機(jī)制為氧化銅納米顆粒具有抗氧化作用，通過(guò)清除自由基發(fā)揮抑制腫瘤生長(zhǎng)及增殖的作用。銅死亡相關(guān)基因（CRG）參與EC的形成和進(jìn)展，通過(guò)構(gòu)建CRG 評(píng)分，發(fā)現(xiàn)其與EC 患者的預(yù)后及免疫治療呈負(fù)相關(guān)［33］。目前，關(guān)于銅誘導(dǎo)細(xì)胞死亡在EC中研究尚少，但不可否認(rèn)其在EC中的作用。隨著銅死亡這一概念的提出，涉及線粒體呼吸的銅死亡有望成為EC新的治療靶點(diǎn)，并改善EC患者的預(yù)后。

綜上所述，銅穩(wěn)態(tài)失調(diào)可導(dǎo)致多種疾病，銅離子通過(guò)吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)節(jié)銅代謝穩(wěn)態(tài)。銅及銅配合物可通過(guò)多種方式誘導(dǎo)細(xì)胞死亡，如誘導(dǎo)氧化應(yīng)激反應(yīng)、抑制泛素-蛋白酶體，以及最新發(fā)現(xiàn)并命名的銅死亡等，促進(jìn)了以銅為靶點(diǎn)的抗腫瘤治療。其中，植物提取物具有良好的還原能力，由其合成的銅納米粒子具有快速、安全、經(jīng)濟(jì)等特性，有望應(yīng)用于臨床，是腫瘤精準(zhǔn)治療的一個(gè)新方向。另外，在不同腫瘤中它們的抗腫瘤機(jī)制不同，需要評(píng)估不同疾病模型中銅離子或銅納米粒子誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的潛在機(jī)制，從而將其應(yīng)用于婦科腫瘤的治療。