梁浩源 綜述 黃許森 審校

1.右江民族醫(yī)學(xué)院研究生學(xué)院，廣西 百色 533000；2.右江民族醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院胃腸外科，廣西 百色 533000

結(jié)直腸癌(colorectal cancer，CRC)是一種惡性程度極高，早期診斷及治療極其困難、預(yù)后極差的消化道惡性腫瘤。CRC 漸漸成為危害人類健康的最常見疾病之一，是癌癥死亡的第三大常見原因，盡管CRC的治療取得了重大進(jìn)展，但其發(fā)病率、死亡率仍然不斷提升，2021 年的發(fā)病率為10.2%，死亡率為9.2%[1]。由于CRC患者早期的癥狀并不典型，容易被漏診或誤診為其他腸道疾病，大部分患者在確診時(shí)都處于中晚期狀態(tài)，癌細(xì)胞已經(jīng)發(fā)生了侵襲和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，致使其治療效果極差，早期CRC患者根治性手術(shù)后的5年生存率約80%，中晚期患者術(shù)后5年生存率不足50%[2]。

銅是人體中最常見且不可或缺的微量金屬元素之一，具有一定的氧化還原活性和蛋白結(jié)合能力，是機(jī)體中多種生物過程所必需的催化因子和結(jié)構(gòu)輔助因子，參與能量轉(zhuǎn)換、線粒體呼吸、鐵收集等多個(gè)生理過程[3]。機(jī)體中的銅代謝在自身銅穩(wěn)態(tài)機(jī)制的調(diào)節(jié)下維持動(dòng)態(tài)平衡，從而維持機(jī)體的正常生命活動(dòng)，當(dāng)機(jī)體內(nèi)環(huán)境遭到破壞時(shí)可引起細(xì)胞內(nèi)銅代謝失調(diào)，包括銅積累過多或運(yùn)輸不當(dāng)，都會(huì)產(chǎn)生有害影響。人體銅含量不足可影響金屬結(jié)合酶的功能，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的發(fā)育缺陷；過量的銅堆積會(huì)觸發(fā)鐵硫輔助因子的破壞，并刺激由銅驅(qū)動(dòng)的芬頓反應(yīng)產(chǎn)生具有破壞性的活性氧，進(jìn)而誘發(fā)細(xì)胞死亡[4]。目前已有相關(guān)研究表明一些銅代謝疾病與銅失穩(wěn)相關(guān)，包括威爾遜病、阿爾茲海默病、Menkes病[5]等，此外銅失穩(wěn)還可導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生，相比正常組織細(xì)胞，腫瘤細(xì)胞對銅的需求更高[6]。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的生活方式和飲食習(xí)慣相比過去也有了很大改變，CRC 發(fā)病率也正逐漸增加，人們的生命健康受到嚴(yán)重的威脅，給家庭和社會(huì)帶來沉重的負(fù)擔(dān)。為此，本文簡要綜述銅介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡的機(jī)制及其在CRC 中的研究進(jìn)展，為CRC 的診斷和治療提供更有價(jià)值的線索。

1 銅代謝、轉(zhuǎn)運(yùn)及功能

銅是一種必需的微量金屬元素，在細(xì)胞的增殖和死亡中發(fā)揮著重要作用。銅主要以銅離子(Cu2+)和亞銅離子(Cu+)兩種形式存在，Cu2+具有氧化性，主要存在于細(xì)胞外；Cu+具有還原性，是胞質(zhì)環(huán)境中的主要形式，在體內(nèi)兩種離子動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，共同維持體內(nèi)銅穩(wěn)態(tài)。人體所需的銅主要來自牛奶、堅(jiān)果、內(nèi)臟等食物，然而膳食中的銅以Cu2+的形式存在，不能直接被機(jī)體利用，Cu2+的吸收發(fā)生在小腸中，在小腸上皮細(xì)胞表面存在的金屬還原酶(如STEAP家族)的作用下Cu2+被還原為Cu+，然后與銅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(CTR1)結(jié)合后進(jìn)入小腸上皮細(xì)胞[7]，隨后在銅轉(zhuǎn)運(yùn)ATP酶α(ATP7A)的幫助下，Cu+穿越基底外側(cè)膜進(jìn)入門靜脈循環(huán)中，然后由白蛋白等血清蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟中[8]。肝臟是銅離子的集散中心，大部分Cu+在肝臟中與一種分泌性多銅氧化酶(銅藍(lán)蛋白)結(jié)合，在銅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ATP酶β(ATP7B)介導(dǎo)下轉(zhuǎn)運(yùn)至機(jī)體所需部位[9]。當(dāng)肝臟細(xì)胞中銅離子濃度高于正常時(shí)，Cu+與銅伴侶蛋白抗氧化物1(Atox1)結(jié)合，在ATP7B 的輔助下以囊泡形式分泌至膽汁中，大部分經(jīng)過糞便排出體外，只有小部分經(jīng)過消化道進(jìn)行重吸收[10]。肝臟是調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)部銅穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵器官，負(fù)責(zé)對銅的收集、調(diào)配、排泄，確保細(xì)胞內(nèi)的銅濃度維持在較低水平。銅藍(lán)蛋白、CTR1、Atox1、ATP7A、ATP7B以及細(xì)胞質(zhì)-線粒體金屬伴侶等蛋白質(zhì)相互作用，共同維持機(jī)體細(xì)胞內(nèi)銅的生物利用度，同時(shí)確保銅依賴性金屬酶的金屬化。

2 銅在腫瘤中的表達(dá)

有研究通過檢測多種癌癥患者及腫瘤動(dòng)物模型體內(nèi)的銅含量，結(jié)果顯示在血清和腫瘤組織中的銅濃度明顯高于健康受試者，包括乳腺癌、結(jié)腸癌、肺癌、前列腺癌、黑色素瘤、胰腺癌[11]。機(jī)體內(nèi)的銅穩(wěn)態(tài)水平被打破后，腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲和遷移即可發(fā)生，例如：賴氨酰氧化酶(LOX)是銅依賴性金屬酶，結(jié)直腸癌的侵襲和遷移取決于LOX 的活性，LOX 的活性增加可引起基質(zhì)在體內(nèi)和體外的剛度增加，進(jìn)而導(dǎo)致FAK(黏著斑激酶)和SRC(非受體酪氨酸激酶)的磷酸化增加，這些蛋白質(zhì)對于黏附復(fù)合物的轉(zhuǎn)換有著重要作用[12]。通過沉默ATP7A，可以抑制乳腺癌和肺癌細(xì)胞系中LOX 的活性，從而抑制腫瘤的增殖和遷移[13]。血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)對于血管形成至關(guān)重要，通過銅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白CTR1 的氧化還原依賴性修飾，可以驅(qū)動(dòng)血管內(nèi)皮生長因子2(VEGFR2)內(nèi)化和信號(hào)傳導(dǎo)，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、遷移和腫瘤毛細(xì)血管生成[14]。

3 銅介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡的機(jī)制

根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，銅主要通過以下幾種方式介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡，首先是氧化應(yīng)激反應(yīng)：銅介導(dǎo)的芬頓效應(yīng)(Fenton)或抗氧化分子消耗，造成活性氧(ROS)水平升高，從而引起線粒體功能障礙并加速細(xì)胞凋亡；其次是抑制泛素-蛋白酶體系統(tǒng)：銅與蛋白酶體亞基結(jié)合，導(dǎo)致泛素化蛋白質(zhì)積累；再者是抑制血管生成：銅耗竭會(huì)抑制新血管的形成，從而切斷對腫瘤組織的營養(yǎng)供應(yīng)；接著是目前最新提出的銅死亡：銅直接與三羧酸循環(huán)(TCA)中的脂?；煞窒嘟Y(jié)合，引起脂酰化蛋白質(zhì)聚集和鐵-硫簇蛋白的損失，從而發(fā)生蛋白質(zhì)毒性應(yīng)激，最終誘發(fā)細(xì)胞死亡[15]。

3.1 氧化應(yīng)激反應(yīng) 氧化應(yīng)激反應(yīng)是一種有效的腫瘤殺傷方式，其最基本的原理為氧化劑-抗氧化劑失平衡，主要表現(xiàn)為ROS 濃度短期甚至長期升高，ROS是正常氧化反應(yīng)的代謝產(chǎn)物，是一種含有氧自由基的高活性化學(xué)物質(zhì)，中低濃度的ROS可以維持許多基本的細(xì)胞功能，然而高濃度的ROS對正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞都是有殺傷作用的[16]。因此，通過提高腫瘤細(xì)胞中的ROS 濃度從而殺傷腫瘤細(xì)胞可能是癌癥治療的一種有效方法。Cu2+通過Haber-Weiss 反應(yīng)還原為Cu+，Cu+介導(dǎo)芬頓效應(yīng)產(chǎn)生最活躍的羥基自由基，從而升高腫瘤細(xì)胞中的ROS濃度，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞死亡[17]。谷胱甘肽(GSH)是體內(nèi)的一種特異性抗氧化劑，GSH相關(guān)的抗氧化防御系統(tǒng)(ADS)可清除細(xì)胞內(nèi)的高活性羥基，從而抵御有害物質(zhì)對細(xì)胞的破壞[18]。然而，銅可以將腫瘤細(xì)胞中的GSH氧化為谷胱甘肽二硫化物，還原性GSH被大量消耗的同時(shí)，腫瘤細(xì)胞ADS防御有害物質(zhì)的能力下降，為抗腫瘤治療提供了有利的有條件[19]。線粒體是維持細(xì)胞呼吸作用和能量產(chǎn)生的關(guān)鍵部位，高濃度的ROS可以引起線粒體功能障礙，間接誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和自噬[20]。研究結(jié)果表明，銅離子載體可以通過細(xì)胞的質(zhì)膜或線粒體膜結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)運(yùn)銅離子，伊利司莫(elesclomol，ES)是一種銅離子載體，可將銅選擇性轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體中，引起局部ROS 濃度上升，從而導(dǎo)致線粒體功能喪失，最終誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞死亡[21]。其具體機(jī)制為線粒體中的鐵氧還蛋白1(FDX1)可將elesclomol結(jié)合的Cu2+還原為Cu+，線粒體釋放的Cu+與分子氧反應(yīng)可產(chǎn)生超氧化物，該超氧化物會(huì)歧化產(chǎn)生過氧化氫，過氧化氫可進(jìn)一步與Cu+反應(yīng)產(chǎn)生更有破壞性的羥基自由基[22]。銅離子與載體結(jié)合，從而產(chǎn)生羥基自由基，進(jìn)一步引起活性氧濃度升高，最終誘導(dǎo)細(xì)胞死亡，因此，將銅離子載體應(yīng)用于抗腫瘤治療有著十分重要的意義。然而，銅離子載體在不同的癌癥中誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡途徑往往是不同的，期待在未來的研究中，銅離子載體針對不同癌癥誘導(dǎo)的具體細(xì)胞死亡途徑的相關(guān)研究能有進(jìn)一步的突破，從而將銅離子載體更好地應(yīng)用于癌癥治療。

3.2 抑制泛素-蛋白酶體系統(tǒng) 泛素-蛋白酶體系統(tǒng)(the ubiquitin-proteasome system，UPS)是真核生物蛋白降解的主要途徑之一，參與調(diào)節(jié)細(xì)胞周期、增殖、凋亡等，對于維持機(jī)體的正常生命活動(dòng)有著關(guān)鍵作用[23]。泛素化是指通過泛素對目標(biāo)蛋白進(jìn)行標(biāo)記，蛋白酶體特異性識(shí)別目標(biāo)蛋白并將其降解，蛋白酶體是蛋白質(zhì)的小復(fù)合體，大小與核糖體相似，26S蛋白酶體僅存在哺乳動(dòng)物中，由一個(gè)20S 核心顆粒和兩個(gè)19S 調(diào)節(jié)顆粒構(gòu)成，20S 核心顆粒中包括β1、β2、β5三個(gè)亞基，分別控制半胱天冬酶樣、胰蛋白酶樣、糜蛋白酶(CT 樣)活性，其中β5 亞基是調(diào)控細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵亞基[24]。研究表明，相比正常細(xì)胞，癌細(xì)胞的增殖更需要蛋白酶體的參與，一些過渡金屬的絡(luò)合物對蛋白酶體的抑制具有較強(qiáng)的作用，雙硫侖(DSF)是一種獲得FDA批準(zhǔn)的治療酒精中毒藥物，DSF在胃酸等酸性條件下可轉(zhuǎn)化為二乙基二硫代氨基甲酸酯(DDC)，DSF和DDC都是二價(jià)過渡金屬離子的強(qiáng)螯合劑，DSF或代謝物DDC 與銅形成的結(jié)合物對于許多癌癥中的功能性蛋白酶體有明顯的抑制作用[25]。DSF體內(nèi)代謝產(chǎn)生二乙基二乙基二硫代氨基甲酸銅復(fù)合物(CuET)靶向蛋白酶體上游的p97-NPL4-UFDI 信號(hào)通路，CuET通過結(jié)合NPL4發(fā)生聚集并抑制p97依賴性蛋白酶體的活性，導(dǎo)致錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)在細(xì)胞中積累，最終促進(jìn)細(xì)胞死亡；此外，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示：分別用CuET復(fù)合物和蛋白酶體抑制劑處理的細(xì)胞表型特征相似[26]。NF-κB 是重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，蛋白酶體參與抑制分子(IkB)的降解，從抑制復(fù)合物中釋放NF-κB p50/p65異二聚體，最終轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中發(fā)揮其轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子的功能，因此蛋白酶體的活性對于NF-κB通路的激活非常重要[27]。除了硼替佐米等蛋白酶體抑制劑外，還有很多藥物通過與銅結(jié)合形成銅絡(luò)合物，通過抑制泛素-蛋白酶體系統(tǒng)而用于抗腫瘤治療，例如：席夫堿、氯碘羥喹(CQ)、8-羥基喹啉等[28]。

3.3 抑制血管生成 新血管以多步協(xié)調(diào)順序形成，主要包括血管基底膜的破壞、細(xì)胞外基質(zhì)內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和增殖，以及血管的形成。銅在血管生成中起著至關(guān)重要的作用，新生血管形成有利于腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。銅的促血管生成活性的主要機(jī)制是多種細(xì)胞因子和蛋白質(zhì)通過多方面作用而觸發(fā)的血管生成反應(yīng)的激活和放大，這些蛋白質(zhì)包括血管內(nèi)皮生成因子(VEGF)、成纖維細(xì)胞生長因子(FGF)、血管生成素(ANG)[29]。在血管生成的早期階段，細(xì)胞內(nèi)銅已被證明可以穩(wěn)定缺氧誘導(dǎo)因子(HIF-1)的生物結(jié)構(gòu)，從而確保其對血管生成基因(VEGF 和銅藍(lán)蛋白基因)的轉(zhuǎn)錄活性，血漿銅藍(lán)蛋白是一種血清球蛋白，通過與銅離子結(jié)合，刺激新血管生成[30]。血管生成素是一種分泌蛋白，通過多種途徑調(diào)節(jié)不同的血管生成步驟，細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證明銅可增加人臍靜脈內(nèi)皮(HUVEC)細(xì)胞系中ANG 的表達(dá)水平[31]。經(jīng)典的促進(jìn)血管生成因子如VEGF和ANG可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移，在腫瘤的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移過程中有著關(guān)鍵作用，然而這種現(xiàn)象的發(fā)生離不開銅的參與。鑒于此，通過降低細(xì)胞內(nèi)的銅離子濃度或抑制銅轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的相關(guān)蛋白，從而抑制血管的形成，進(jìn)而抑制腫瘤的增殖和轉(zhuǎn)移漸漸成為了腫瘤治療的一種新思路。銅螯合劑抑制癌癥的機(jī)制通常歸因于它們對腫瘤血管生成的抑制作用，四硫代鉬酸鹽(TTM)是一種高度特異性的銅螯合劑，以前作為一種銅消耗劑而應(yīng)用于威爾遜病的治療，其抗腫瘤功效在近年來的研究中被人們所發(fā)現(xiàn)，因其可抑制腫瘤的血管生成而被作為轉(zhuǎn)移性腫瘤的一種新型療法[32]。TTM誘導(dǎo)的銅缺乏可能通過抑制缺氧誘導(dǎo)因子發(fā)揮作用，從而阻斷缺氧反應(yīng)和相關(guān)的VEGF上調(diào)，進(jìn)而抑制血管的生成[33]。免疫療法是癌癥治療的重要方法之一，目前已有研究者通過將免疫治療藥物與銅螯合劑結(jié)合，形成一種新的治療藥物，從而提高藥物療效，讓更多的患者獲益。RPTDH是一種銅螯合螺旋梳狀嵌段共聚物，R848是一種免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)劑，RPTDH/R848 多功能納米顆粒通過結(jié)合抗血管生成和免疫激活而被用于轉(zhuǎn)移性乳腺癌的治療[34]。

3.4 銅死亡 在過去的研究中，大部分人認(rèn)為銅誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡主要是由銅對線粒體作用產(chǎn)生ROS引起，直至2022年3月，Tevetkov等[15]首次提出人體細(xì)胞中存在著一種新型的細(xì)胞死亡方式，該種細(xì)胞死亡方式不同于既往已知的形式(凋亡、壞死、焦亡、鐵死亡等)，其依賴于細(xì)胞中的銅離子，并受銅離子誘導(dǎo)，可調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡——銅依賴性死亡(cuprotosis)，簡稱“銅死亡”，它表明即使已知的細(xì)胞死亡方法被阻斷，銅也會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞死亡，銅誘導(dǎo)細(xì)胞死亡機(jī)制的研究達(dá)到了一個(gè)新的里程碑。銅死亡主要受FDX1介導(dǎo)的蛋白質(zhì)脂化作用調(diào)節(jié)，F(xiàn)DX1 是一種參與多種氧化還原反應(yīng)的鐵硫蛋白，其作為細(xì)胞色素p450 的單加氧酶，參與類固醇的生成[35]。銅離子載體ES 和DSF 引起細(xì)胞中銅離子過載，銅可以直接與線粒體呼吸中DLAT 等在三羧酸循環(huán)(TCA循環(huán))中被FDX1修飾的脂?；鞍捉Y(jié)合，誘導(dǎo)脂?；腄LAT 發(fā)生寡聚反應(yīng)，寡聚化的DLAT 可引起細(xì)胞毒性反應(yīng)；此外，F(xiàn)DX1 可將Cu2+還原為毒性更強(qiáng)的Cu+，從而降低鐵硫簇(Fe-S簇)蛋白的穩(wěn)定性，兩者共同作用引起蛋白質(zhì)毒性應(yīng)激，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡[4]。根據(jù)研究結(jié)果顯示，F(xiàn)DX1 是與ES 敏感性最相關(guān)的基因，其可通過直接與ES-Cu結(jié)合從而抑制Fe-S簇的形成，進(jìn)而誘導(dǎo)細(xì)胞死亡；然而，通過降低ES 的銅結(jié)合能力時(shí)，ES 觸發(fā)的細(xì)胞死亡效應(yīng)顯著下降，在完全去除銅結(jié)合能力后，不攜帶銅離子的ES不能獨(dú)立導(dǎo)致細(xì)胞死亡[36]。此外，更多依賴線粒體呼吸作用的細(xì)胞對銅死亡敏感，研究者通過使用線粒體呼吸鏈抑制劑，如寡霉素(ATP酶抑制劑)、FCCP(線粒體解偶聯(lián)劑)、抗霉素A和魚藤酮(電子傳遞鏈抑制劑)來測量耗氧率(OCR)，從而明確線粒體呼吸中與銅相互作用的具體成分，OCR結(jié)果顯示呼吸備用能力顯著降低，然而基礎(chǔ)呼吸和ATP產(chǎn)生的相關(guān)呼吸過程未受影響，由此可見銅直接與三羧酸循環(huán)的成分相互作用并引起DLAT 發(fā)生寡聚，而與電子傳遞鏈和ATP 合成組件無關(guān)[15]。此外，F(xiàn)DX1 是蛋白質(zhì)脂化的上游調(diào)節(jié)因子，通過敲除FDX1 可完全抑制蛋白質(zhì)脂化從而阻斷銅死亡。硫辛酸(LA)是線粒體代謝中氧化脫羧的關(guān)鍵物質(zhì)，銅死亡相關(guān)基因LIAS、LIPT1在LA通路中有著重要作用，兩者表達(dá)的蛋白可介導(dǎo)丙酮酸脫氫酶復(fù)合物(PDC)轉(zhuǎn)錄后的硫辛酸修飾，這對于維持正常細(xì)胞活性和銅死亡都是十分關(guān)鍵的[37]。LIAS 的表達(dá)水平往往與癌癥患者的預(yù)后有著密切聯(lián)系；通過敲低LIPT1 基因的表達(dá)，可以有效抑制癌細(xì)胞的增殖和阻斷侵襲作用[38]。DLAT、DLD、PDHA1 和PDHB2 是PDC的三個(gè)亞基，PDC通過三個(gè)亞基的相互作用產(chǎn)生乙酰輔酶A 和NADPH，從而控制線粒體的氧化磷酸化，這三個(gè)亞基在銅死亡過程中非常重要，其表達(dá)水平也被認(rèn)為與癌癥預(yù)后相關(guān)[15]。

4 銅介導(dǎo)的細(xì)胞死亡在結(jié)直腸癌治療中的應(yīng)用

近年來的研究發(fā)現(xiàn)銅與腫瘤有著密切聯(lián)系，異常的銅水平成為癌癥治療的新目標(biāo)，因此，深入了解銅與CRC之間的關(guān)系，為CRC的治療開辟新的路徑，這對于改善CRC 患者的預(yù)后有著重要意義。通過影響機(jī)體銅穩(wěn)態(tài)來治療癌癥主要包括以下兩種思路：第一：通過含銅化合物或銅離子載體增加癌細(xì)胞細(xì)胞的銅含量，從而誘導(dǎo)細(xì)胞死亡；第二：通過銅螯合劑降低癌細(xì)胞的銅水平，從而抑制銅依賴性細(xì)胞增殖。

銅離子載體或含銅化合物可增加癌細(xì)胞的銅含量，從而驅(qū)動(dòng)氧化應(yīng)激反應(yīng)，最終引起細(xì)胞死亡。常見的銅離子載體包括DSF、ES、CQ 等，DSF 可上調(diào)細(xì)胞內(nèi)的活性氧濃度、抑制泛素-蛋白酶體系統(tǒng)活性、抑制腫瘤干細(xì)胞等而被應(yīng)用于抗腫瘤治療[39]。DSF可以與銅發(fā)生反應(yīng)，形成雙硫侖/銅(DSF/Cu)復(fù)合物，DSF/Cu 復(fù)合物可通過抑制NF-κB 的活性，從而逆轉(zhuǎn)結(jié)腸癌細(xì)胞系和乳腺癌細(xì)胞系對化療藥物吉西他濱的化學(xué)抗性[40]。此外，DSF/Cu復(fù)合物還可以通過抑制NFκB的活性，從而抑制腫瘤細(xì)胞從上皮細(xì)胞到間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化(EMT)[41]。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，DSF/Cu復(fù)合物還可通過上調(diào)Unc-51樣自噬激活酶1(ULK1)從而誘導(dǎo)CRC 細(xì)胞發(fā)生自噬反應(yīng)，進(jìn)而抑制其增殖[42]。此外，CuET通過miR-16-5p和15b-5p/ALDH1A3/PKM2軸介導(dǎo)的有氧糖酵解途徑降低葡萄糖代謝，從而抑制CRC的進(jìn)展[43]。ES通過將銅選擇性轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體中，引起局部ROS 濃度上升，從而導(dǎo)致線粒體功能喪失，導(dǎo)致CRC 細(xì)胞死亡；此外還可通過促進(jìn)胱氨酸/谷氨酸反向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(SLC7A11)降解和增強(qiáng)氧化應(yīng)激而誘導(dǎo)CRC細(xì)胞發(fā)生鐵死亡[44]。

銅螯合劑通過降低細(xì)胞的銅水平而抑制細(xì)胞增殖，銅螯合劑既往被應(yīng)用于銅積累綜合征的治療，近年來，銅螯合劑在癌癥治療中的功效得到證實(shí)，其主要通過抑制血管生成，從而抑制腫瘤的增殖和轉(zhuǎn)移，目前TTM、D-青霉胺(D-pen)、曲恩汀等銅螯合劑已用于結(jié)直腸癌治療的研究。研究結(jié)果顯示，TTM 通過影響細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1和2(ERK1/2)的不同磷酸化水平，進(jìn)而影響存在v-raf 小鼠肉瘤病毒癌基因同系物B1(BRAF V600E)突變的人CRC 細(xì)胞的增殖和遷移，并有效降低癌細(xì)胞的克隆形成潛力[45]。臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，CRC患者將TTM與化療藥合用，可以有效降低銅離子含量并維持血清銅藍(lán)蛋白水平，從而延緩腫瘤進(jìn)展[46]。D-pen 是一種還原性銅螯合劑，可減低銅對蛋白質(zhì)的親和力并使其螯合，從而使銅耗竭，進(jìn)而抑制癌細(xì)胞增殖；此外，還可通過抑制LOX 的活性而抑制VEGF 的表達(dá)，抑制腫瘤血管形成[47]。近期有研究者通過將N-(吡啶-2-基)乙酰胺基團(tuán)結(jié)合到噻吩并[3，2-c]吡啶核中，合成了一種新的銅螯合劑，命名為JYFY-001，通過細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)JYFY-001可以特異性結(jié)合細(xì)胞內(nèi)的銅離子，從而抑制糖酵解和線粒體呼吸，促進(jìn)CRC 細(xì)胞的死亡；此外，JYFY-001可以促進(jìn)結(jié)直腸癌移植腫瘤模型的組織及外周淋巴細(xì)胞浸潤，發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能從而抑制腫瘤生長[48]。JYFY-001提供了一種使用銅離子螯合劑治療CRC的新方法；此外，JYFY-001也是程序性死亡受體1(PD-1)等免疫抑制劑治療CRC 的重要輔助藥物。銅螯合劑是一種較為經(jīng)濟(jì)的治療方法，可以有效延緩疾病進(jìn)展和控制腫瘤擴(kuò)散，在未來有望廣泛用于CRC的抗腫瘤治療。

眾所周知，癌組織主要通過有氧條件下的糖酵解獲取能量，大約一半的三磷酸腺苷(ATP)由癌細(xì)胞的warburg 效應(yīng)(有氧糖酵解)產(chǎn)生，warburg 效應(yīng)可促進(jìn)癌癥轉(zhuǎn)移和重塑腫瘤微環(huán)境[49]，通過抑制有氧糖酵解可有效抑制癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移，這可能與糖酵解被抑制后癌細(xì)胞通過氧化磷酸化獲取能量從而增加TCA循環(huán)活性，最終引起銅死亡有關(guān)。衣康酸4-辛酯(4-OI)是TCA循環(huán)的代謝產(chǎn)物衣康酸鹽的酯衍生物，4-OI 通過靶向糖酵解關(guān)鍵酶甘油三磷酸脫氫酶(GAPDH)從而抑制有氧糖酵解[50]。Yang 等[51]通過體外實(shí)驗(yàn)用4-OI抑制乳酸生成和GAPDH活性，用2DG(一種糖酵解抑制劑)靶向己糖激酶，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)分別抑制CRC細(xì)胞有氧糖酵解，均能促使癌細(xì)胞通過氧化磷酸化產(chǎn)生能量，從而增加線粒體TCA循環(huán)活性和對銅誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的敏感性，最終引發(fā)CRC 細(xì)胞的死亡，結(jié)果表明抑制癌細(xì)胞有氧糖酵解可提高銅死亡的療效，這將會(huì)是一種潛在的治療方法。此外，該實(shí)驗(yàn)組用ES-Cu 分別脈沖處理CRC 細(xì)胞和奧沙利鉑耐藥細(xì)胞系，結(jié)果表明ES-Cu可有效抑制CRC細(xì)胞和奧沙利鉑耐藥細(xì)胞系的活力，因此，將ES-Cu應(yīng)用于化療藥耐藥的CRC患者可能有著良好的治療效果。

對于已發(fā)生轉(zhuǎn)移的中晚期結(jié)直腸癌患者，現(xiàn)有的治療方案極為有限，通過使用抗VEGF-A 和抗EGFR抗體進(jìn)行靶向治療，可以提高總生存期，然而，研究表明許多CRC 患者帶有Kirsten 大鼠肉瘤病毒癌基因(KRAS)，這是抗EGFR 治療的陰性預(yù)測標(biāo)志物[52]。KRAS 突變的CRC 細(xì)胞通過巨胞飲作用獲取銅從而促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖，并通過上調(diào)細(xì)胞表面的ATP7A的表達(dá)以保護(hù)CRC 細(xì)胞免受銅毒性侵害，由此可見通過銅代謝可以治療伴有KRAS 突變的CRC[53]。研究者通過運(yùn)用CRISPR/Cas9 技術(shù)驗(yàn)證ATP7A 對調(diào)節(jié)KRAS 突變的細(xì)胞內(nèi)銅水平及細(xì)胞增殖的作用，結(jié)果表明KRAS 突變細(xì)胞依賴于高銅水平，銅的生物利用度是一種KRAS選擇性弱點(diǎn)，ATP7A抑制劑可能通過加劇銅毒性特異性靶向KRAS 成癮的CRC 細(xì)胞[54]。盡管ATP7A 相關(guān)抑制劑尚未在臨床中應(yīng)用于CRC靶向治療，但這為未來針對KRAS突變的CRC患者的治療指明了方向。

5 展望

銅在許多生物過程中起著關(guān)鍵作用，銅穩(wěn)態(tài)是機(jī)體生命活動(dòng)正常進(jìn)行基礎(chǔ)，作為一種常見的癌癥類型，CRC的發(fā)生發(fā)展與細(xì)胞中的銅離子水平失衡有著密切聯(lián)系，因此，通過靶向改變銅離子水平成為治療CRC 的潛在選擇。然而，目前的研究幾乎都僅限于CRC與銅狀態(tài)之間的相關(guān)性，需要進(jìn)一步明確CRC與銅狀態(tài)之間的因果關(guān)系，從而推動(dòng)銅相關(guān)治療在CRC中的應(yīng)用。在未來的研究中，可深入探索納米顆粒在細(xì)胞器中特異性銅耗竭或特異性銅轉(zhuǎn)運(yùn)的相關(guān)機(jī)制，運(yùn)用納米制劑特異性降低細(xì)胞中的銅離子水平從而抑制癌細(xì)胞增殖，或升高細(xì)胞細(xì)胞中銅離子濃度從而誘發(fā)氧化應(yīng)激殺傷癌細(xì)胞，對癌細(xì)胞進(jìn)行精準(zhǔn)殺傷，可避免正常細(xì)胞的破壞，減少藥物副作用的產(chǎn)生。此外，使用測序深入研究藥物輸送和藥物再利用中的銅狀態(tài)，將化學(xué)治療、免疫抑制治療等藥物與銅離子載體、銅離子螯合劑聯(lián)合應(yīng)用，從而有效改善CRC 患者的預(yù)后，延長生命周期，降低死亡率。