波多野结衣中文字幕一区二区三区,色综合救久久无码中文幕波多,日韩一区二区高清视频在线观看,极品身材高颜值在线播放,一本一道久久成人网站

在國家自然科學基金的熱點研究中，銅死亡已經(jīng)成為一個引人注目的焦點。研究表明，通過精確調(diào)控銅離子的濃度，我們可以誘導癌細胞發(fā)生銅死亡，從而在不傷害正常細胞的情況下，實現(xiàn)對癌癥的精準打擊。

銅死亡，是細胞被銅“玩壞”了的一種獨特死亡方式。想象一下，細胞好好地生活著，結(jié)果突然被銅離子“灌醉”，開始走向“生命的深淵”?？茖W家們最近發(fā)現(xiàn)，銅不僅僅用來制電線、做藝術(shù)品，還是細胞的“致命毒藥”！而且更有趣的是，癌細胞對銅有種特別的“迷戀”，簡直像細胞界的銅控。所以，聰明的科學家們正在研究，能不能用銅來誘使癌細胞“自爆”，來個“內(nèi)部瓦解”——讓銅死亡成為新一代的抗癌利器！

今天小編帶各位醫(yī)生們一探國自然這個熱門話題——銅死亡，看看銅是如何在細胞中“橫行霸道”，又如何從一個小元素搖身一變，成了科學家眼中的“抗癌奇兵”！

以下是銅死亡的整個過程：

銅死亡究竟是怎么來的？

2022年3月，Science雜志在其Cell Death主題下發(fā)表了文章（IF2021 = 47.728），《Copper induced cell death by targeting lipoylated TCA cycle protein》。文章中，研究人員將一種發(fā)生機制明顯區(qū)別于已知的細胞凋亡、焦亡、壞死性凋亡及鐵死亡的受控性細胞死亡方式，命名為“銅死亡”。
銅死亡是繼2012年鐵死亡發(fā)現(xiàn)以來又一種金屬離子依賴性細胞死亡方式，有著重要的生物學意義。與鐵相似，銅也是所有生物體內(nèi)不可缺少的一種微量元素，在哺乳動物細胞內(nèi)一般含量極低。當細胞內(nèi)的銅離子濃度超過閾值時，會表現(xiàn)出細胞毒性。

銅死亡究竟是怎么回事？

銅死亡依賴于線粒體呼吸——銅離子通過直接結(jié)合TCA循環(huán)中的脂?；鞍?，導致脂?；鞍装l(fā)生異常寡聚化，導致硫簇蛋白聚集、丟失，阻斷了TCA循環(huán)，引起蛋白質(zhì)毒性應激，最終造成細胞死亡。在此過程中，線粒體中的鐵氧還原蛋白（Ferredoxin 1, FDX1）和蛋白質(zhì)脂?；倾~死亡的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。
銅死亡的主要機制涉及細胞內(nèi)銅的積累，這會引發(fā)線粒體脂質(zhì)化蛋白的聚集和鐵硫簇蛋白的不穩(wěn)定，導致細胞發(fā)生不同于氧化應激相關(guān)的細胞死亡（如凋亡、鐵凋亡和壞死）的新型調(diào)節(jié)性細胞死亡。在正常情況下，細胞內(nèi)的銅穩(wěn)態(tài)主要依賴于三個銅轉(zhuǎn)運蛋白SLC31A1、ATP7A/B，其中SLC31A1負責攝入銅，ATP7A/B負責轉(zhuǎn)出銅。銅離子還可以影響線粒體的功能，包括減少Fe-S（鐵硫）簇蛋白的表達，引發(fā)蛋白質(zhì)毒性應激，最終導致細胞死亡。

銅死亡與疾病的關(guān)聯(lián)

在銅穩(wěn)態(tài)遺傳性疾病（如Wilson疾病與Menkes氏癥候群）；多種癌癥（包括乳腺癌、肺癌、胃腸道癌、口腔癌、甲狀腺癌、膽囊癌、卵巢癌和前列腺癌）患者的腫瘤或血清中，銅水平會異常升高。銅螯合劑作為腫瘤的輔助治療藥物已進入臨床實驗階段。

高分文章詳細解讀

今天和大家分享這篇文章，涉及到國自然熱點之一：銅死亡！刊登在 advanced science（IF=16.8 一區(qū)）上，題為：Enhanced Bacterial Cuproptosis-Like Death via Reversal of Hypoxia Microenvironment for Biofilm Infection Treatment，這篇文章開發(fā)了一種負載 MnO2的銅金屬有機骨架平臺（稱為 MCM），通過重塑細菌呼吸代謝來增強細菌銅凋亡樣死亡。

研究背景：
1、骨科手術(shù)中最普遍和最嚴重的并發(fā)癥之一是植入物相關(guān)感染（IAI）的發(fā)生。在已建立的生物膜中，病原菌強烈粘附在生物基質(zhì)的表面。生物膜內(nèi)的感染性微環(huán)境的特點是酸性和缺氧條件，這促進了細菌致病性和存活的增強。傳統(tǒng)抗菌治療往往側(cè)重于根除致病菌,而忽略了對感染微環(huán)境的調(diào)節(jié),導致抗菌耐藥性和抗菌效果不全等挑戰(zhàn)。因此,同時針對細菌和生物膜的感染微環(huán)境,可能為根除生物膜提供一種新的途徑。
2、生物膜內(nèi)的缺氧環(huán)境也與免疫細胞抑制有關(guān)。研究表明免疫細胞需要O2 產(chǎn)生免疫刺激性氮和細胞毒性物質(zhì),這對有效消除細菌至關(guān)重要。此外,缺氧條件會阻礙單核細胞的吞噬活性,從而抑制其吞噬細菌的能力。因此,破壞生物膜內(nèi)的缺氧微環(huán)境可能導致免疫系統(tǒng)的全面激活。此外,銅元素作為重要的免疫調(diào)節(jié)劑,積極促進免疫細胞的分化,從而刺激免疫反應和加速清除感染。
3、細菌清除后局部骨組織的生長和新生血管的形成是治療感染的關(guān)鍵。此外,局部氧合在傷口愈合中的重要性已經(jīng)得到確認。緩解缺氧環(huán)境有助于局部細胞的新陳代謝和再生。對銅元素在成骨和血管生成中的促進作用進行了廣泛的研究。在一項利用銅基納米材料和光熱療法相結(jié)合的研究中,觀察到治療后局部骨骼生長明顯加快。
研究結(jié)果：1、MCM的合成與表征為了構(gòu)建協(xié)同治療的納米平臺，該團隊合成了載有MnO2的銅金屬-有機框架（MCM）。通過水熱法制備了CM核心納米顆粒，并在其表面涂覆MnO2層。MCM呈現(xiàn)多面體形狀，表面帶負電荷，且元素分布均勻。使用細胞外基質(zhì)水凝膠（ECMH）作為MCM的載體，通過SEM和XRD分析確認了MCM的結(jié)構(gòu)和組成。MCM溶液具有廣泛的光吸收譜，并在近紅外激光照射下表現(xiàn)出良好的光熱性能和穩(wěn)定性。此外，MCM在體內(nèi)外均顯示出低細胞毒性，因此400 μg/mL的濃度被認為是治療應用的最佳濃度。

CM和MCM的特性

2、MCM + NIR體外抗生物膜活性研究MCM結(jié)合光熱治療顯著增強了對生物膜的清除效果，通過促進類銅死亡的細胞死亡機制。實驗中設立了六個對照組，包括對照組、CM組、MCM組、NIR組、CM+NIR組和MCM+NIR組，使用金黃色葡萄球菌（S. aureus）作為模型細菌。通過涂布平板法（SPM）和結(jié)晶紫染色，發(fā)現(xiàn)MCM+NIR處理能顯著減少生物膜中的細菌數(shù)量和生物量。SEM和CLSM進一步證實了MCM+NIR處理在減少細菌數(shù)量和破壞生物膜結(jié)構(gòu)方面的有效性。此外，MCM對革蘭氏陰性的大腸桿菌（E. coli）也顯示出顯著的抗菌效果。

MCM的抗菌膜特性

3、MCM重塑細菌呼吸代謝
MCM通過補充O2改善了生物膜內(nèi)的缺氧狀況，并重塑了細菌的呼吸代謝，從而增強了銅誘導的細胞死亡。使用缺氧探針檢測生物膜內(nèi)的氧合狀態(tài)，MCM和MCM+NIR組相比對照組顯示出顯著減少的缺氧信號，表明缺氧條件得到了顯著緩解。RNA測序分析顯示，MCM處理導致與細菌TCA循環(huán)相關(guān)的基因顯著上調(diào)，而糖酵解相關(guān)基因下調(diào)，表明MCM誘導了細菌從糖酵解向有氧呼吸的轉(zhuǎn)變，這一過程伴隨著TCA循環(huán)的增強。
4、MCM誘導銅裂樣細胞死亡增強研究表明，銅誘導的細胞死亡與細胞的呼吸模式密切相關(guān)。依賴于有氧呼吸的細胞對銅誘導的細胞死亡的敏感性遠高于依賴糖酵解的細胞。通過WB分析發(fā)現(xiàn)，在銅誘導的細胞死亡過程中，特定的標記蛋白如DLAT、LIAS和FDX1的表達水平發(fā)生變化，其中DLAT與銅離子結(jié)合形成不溶性寡聚體。此外，通過電感耦合等離子體光學發(fā)射光譜法（ICP-OES）檢測到生物膜中的銅含量顯著增加，這與細胞內(nèi)丙二醛（MDA）的積累相符合，表明銅處理導致了脂質(zhì)過氧化。使用C11 BODIPY 581/591熒光探針和SYTOX染色觀察到，銅處理后生物膜內(nèi)部脂質(zhì)過氧化顯著增強，細菌活性受到破壞。值得注意的是，補充O2可以增強銅誘導的細胞死亡，這表明在治療過程中改善缺氧環(huán)境是提高療效的關(guān)鍵因素?？偟膩碚f，通過改善缺氧條件和提供銅離子，可以增強銅誘導的細胞死亡，從而對抗細菌生物膜。

MCM重塑了細菌的呼吸代謝，并誘導了銅中毒樣死亡

5、MCM在體外重新激活抑制免疫反應銅離子在免疫刺激效應中扮演著基礎(chǔ)且重要的角色。生物膜內(nèi)的缺氧條件會削弱免疫細胞的殺菌能力。生物膜感染的微環(huán)境具有免疫抑制效應，有助于細菌在宿主體內(nèi)的持續(xù)存在。因此，打破這種免疫抑制狀態(tài)對于預防慢性感染至關(guān)重要。樹突狀細胞（DCs）作為關(guān)鍵的抗原呈遞細胞，在免疫系統(tǒng)中發(fā)揮著基礎(chǔ)作用。研究中，DCs經(jīng)過MCM處理后，其促進細胞分化的能力得到評估，流式細胞術(shù)分析顯示成熟DCs的百分比顯著提高。巨噬細胞因其可控的表型轉(zhuǎn)換，成為免疫治療的重要靶點。MCM處理后，通過共聚焦激光掃描顯微鏡（CLSM）圖像觀察到CCR7表達增強（M1型標記），CD206表達減少（M2型標記），流式細胞術(shù)分析進一步證實了這些發(fā)現(xiàn)。此外，MCM處理后巨噬細胞的吞噬細菌能力增強，M1型細胞比例上升，促炎細胞因子TNFα上調(diào)，抗炎細胞因子IL10下調(diào)。MCM通過促進DC成熟和誘導巨噬細胞M1分化，重新激活了受抑制的免疫系統(tǒng)，增強了吞噬活性和趨化反應，有助于生物膜的清除。

MCM使巨噬細胞和樹突狀細胞恢復活力

6、MCM促進體外成骨和血管生成我們評估了 MCM 促進成骨和血管生成的潛力。對骨髓間充質(zhì)干細胞（BMSCs）中一系列與成骨相關(guān)的基因進行了實時定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應（RT-qPCR）分析。與對照組相比，MCM 組的 BMP2、OCN 和 RUNX2 的表達顯著增加。此外，研究了堿性磷酸酶（ALP）活性以確定不同處理下細胞的成骨分化能力。結(jié)果與 PCR 分析結(jié)果一致。茜素紅染色（ARS）反映的細胞外成骨礦化在 MCM 和 MCM + NIR 組中均增強。鑒于 BMSCs 的細胞大小和增殖分化反映了它們的成骨能力，我們進行了 4',6 - 二脒基 - 2 - 苯基吲哚（DAPI）和鬼筆環(huán)肽染色以評估 BMSCs 的形態(tài)。在 MCM 組中觀察到明顯更寬的 BMSCs。緩解缺氧和銅的營養(yǎng)作用也可以促進血管生成。進行了管形成試驗，在 MCM 組中觀察到更多的連接點和分支，這是血管形成的經(jīng)典指標。

MCM的成骨和血管生成作用

7、MCM的體內(nèi)抗感染和免疫調(diào)節(jié)作用在研究中，MCM顯示出顯著的抗菌和免疫調(diào)節(jié)能力。通過在體內(nèi)感染模型中進行實驗，MCM組和MCM+NIR組的細菌存活率分別降至16%和4.2%，顯示出強大的抗菌效果。此外，MCM處理后，白細胞計數(shù)顯著下降，表明感染得以清除，炎癥減輕。免疫熒光染色結(jié)果顯示，MCM促進了M1型巨噬細胞的浸潤，并提高了相關(guān)細胞因子的表達，進一步證實了其免疫調(diào)節(jié)作用。HIF-1α免疫熒光染色結(jié)果表明MCM有效緩解了組織缺氧。這些結(jié)果表明，MCM通過改善缺氧和刺激免疫反應，有效減輕了體內(nèi)感染。

MCM的體內(nèi)抗菌活性和免疫調(diào)節(jié)作用

8、MCM促進體內(nèi)成骨和血管生成在一項研究中，使用細菌感染的骨缺損模型評估了多孔碳基質(zhì)（MCM）的成骨和血管生成能力。實驗中，大鼠股骨髁制造了圓形缺損并感染S. aureus。通過激光照射（NIR）和紅外溫度監(jiān)測，MCM組的溫度可升至50°C以上并維持5分鐘。21天后，MCM處理的大鼠顯示出較輕的感染和炎癥跡象，且組織中殘留細菌較少。MCM治療顯著促進了股骨髁的膠原沉積和新骨形成，同時減少了炎癥細胞的浸潤。微型CT成像顯示，MCM結(jié)合光熱療法能顯著促進骨缺損處的新骨形成。免疫熒光染色顯示，MCM治療增強了血管再生。此外，MCM顯示出良好的生物相容性，對大鼠主要器官無顯著損害。

MCM在體內(nèi)的成骨和血管生成特性

小結(jié)：

在這項研究中，該團隊提出了一種通過逆轉(zhuǎn)缺氧微環(huán)境來增強細菌銅凋亡樣細胞死亡的策略。團隊將多種治療功能（包括重新激活受抑制的免疫反應以及促進成骨和血管生成）集成到單個納米平臺，即負載MnO 2的銅金屬有機框架（MCM）中。負載的MnO2通過生物膜內(nèi)的H2O2反應催化O2產(chǎn)生。補充O2 而銅、細菌呼吸從糖溶轉(zhuǎn)變?yōu)楹醚鹾粑?隨之而來的是細胞內(nèi)銅濃度的增加和二氫脂酰胺-乙?；D(zhuǎn)移酶(DLAT)的減少,最終導致加強的銅中毒樣細胞死亡。體外和體內(nèi)實驗都證實了MCM和光熱療法聯(lián)合根除生物膜的有效性。樹突狀細胞和巨噬細胞在氧氣供應后的再激活也得到了證實，缺氧和銅營養(yǎng)的緩解促進了感染清除后的成骨和血管生成。團隊重塑細菌代謝以增強銅裂樣細胞死亡的策略在綜合改善感染表現(xiàn)出顯著的臨床應用潛力。

文末補充

小編仔細查閱了多方資料，發(fā)現(xiàn)在銅死亡領(lǐng)域，近10年發(fā)表的文章數(shù)量相對較少，來自四個國家的116家機構(gòu)共發(fā)表了109篇文章。中國和美國在四種不同類型的癌癥細胞死亡方面的論文數(shù)量均位居前兩位，遙遙領(lǐng)先于其他國家。中南大學在鐵死亡、細胞焦亡、銅死亡領(lǐng)域發(fā)表論文數(shù)量排名第一，在壞死性凋亡領(lǐng)域引用次數(shù)排名第一。廣州醫(yī)科大學在鐵死亡領(lǐng)域的引用次數(shù)排名第一。中國科學院在細胞焦亡領(lǐng)域引用次數(shù)排名第一，看來銅死亡這一話題還是片藍海呀！

主營項目

1. 動物實驗

動物飼養(yǎng)、疾病造模、行為學檢測、心功能、無創(chuàng)血壓、血常規(guī)、全自動生化檢測等

2. 細胞實驗

CCK8/MTT、原代細胞分離、流式細胞實驗、細胞劃痕、侵襲、遷移、EDU染色、轉(zhuǎn)染、穩(wěn)定株

3. 分子生物學

PCR檢測、熒光定量PCR、絕對定量PCR、端粒酶長度、pull down、雙熒光素酶、SSR、SNP檢測等

4. 蛋白實驗

WB、Co-IP、酵母雙雜

5. 病理實驗

HE染色、免疫組學、電鏡

6. 生理生化實驗

肝腎功能、抗氧化、免疫反應等生理免疫指標;動植物營養(yǎng)指標、微量元素、重金屬、酶活等。

7. 多組學實驗

基因組、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、蛋白組、代謝組、微生物多樣性、宏基因組、生信分析

8. 整體課題實驗

方案設計、整體實驗交付、標書寫作、論文潤色、協(xié)助投稿

聯(lián)系我們

康旭禾生物提供包括動物實驗、細胞實驗、分子實驗、病理實驗、流式檢測實驗及論文翻譯、潤色、投稿輔助等相關(guān)的各項服務。

聯(lián)系方式：15579126092      

公司官網(wǎng)：http://consurebio.com/

公司地址：江西省南昌市南昌縣小藍VR產(chǎn)業(yè)基地D座2樓