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都處于中晚期狀態(tài)，癌細胞已經(jīng)發(fā)生了侵襲和遠處轉(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、鐵收集等多個生理過程[3]。機體中的銅代謝在自身銅穩(wěn)態(tài)機制的調(diào)節(jié)下維持動態(tài)平衡，從而維持機體的正常生命活動，當機體內(nèi)環(huán)境遭到破壞時可引起細胞內(nèi)銅代謝失調(diào)，包括銅積累過多或運輸不當，都會產(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)致嚴重的發(fā)育缺陷；過量的銅堆積會觸發(fā)鐵硫輔助因子的破壞，并刺激由銅驅(qū)動的芬頓反應(yīng)產(chǎn)生具有破壞性的活性氧，進而誘發(fā)細胞死亡[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，相比正常組織細胞，腫瘤細胞對銅的需求更高[6]。隨著社會的發(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重的威脅，給家庭和社會帶來沉重的負擔(dān)。為此，本文簡要綜述銅介導(dǎo)腫瘤細胞死亡的機制及其在CRC 中的研究進展，為CRC 的診斷和治療提供更有價值的線索。

1 銅代謝、轉(zhuǎn)運及功能

銅是一種必需的微量金屬元素，在細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，不能直接被機體利用，Cu2+的吸收發(fā)生在小腸中，在小腸上皮細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)運蛋白1(CTR1)結(jié)合后進入小腸上皮細胞[7]，隨后在銅轉(zhuǎn)運ATP酶α(ATP7A)的幫助下，Cu+穿越基底外側(cè)膜進入門靜脈循環(huán)中，然后由白蛋白等血清蛋白轉(zhuǎn)運至肝臟中[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(銅藍蛋白)結(jié)合，在銅轉(zhuǎn)運蛋白ATP酶β(ATP7B)介導(dǎo)下轉(zhuǎn)運至機體所需部位[9]。當肝臟細胞中銅離子濃度高于正常時，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)過消化道進行重吸收[10]。肝臟是調(diào)節(jié)機體內(nèi)部銅穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵器官，負責(zé)對銅的收集、調(diào)配、排泄，確保細胞內(nèi)的銅濃度維持在較低水平。銅藍蛋白、CTR1、Atox1、ATP7A、ATP7B以及細胞質(zhì)-線粒體金屬伴侶等蛋白質(zhì)相互作用，共同維持機體細胞內(nèi)銅的生物利用度，同時確保銅依賴性金屬酶的金屬化。

2 銅在腫瘤中的表達

有研究通過檢測多種癌癥患者及腫瘤動物模型體內(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]。機體內(nèi)的銅穩(wěn)態(tài)水平被打破后，腫瘤細胞的增殖、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)運蛋白CTR1 的氧化還原依賴性修飾，可以驅(qū)動血管內(nèi)皮生長因子2(VEGFR2)內(nèi)化和信號傳導(dǎo)，從而促進腫瘤細胞增殖、遷移和腫瘤毛細血管生成[14]。

3 銅介導(dǎo)腫瘤細胞死亡的機制

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?；鞍踪|(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胞功能，然而高濃度的ROS對正常細胞和腫瘤細胞都是有殺傷作用的[16]。因此，通過提高腫瘤細胞中的ROS 濃度從而殺傷腫瘤細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，從而升高腫瘤細胞中的ROS濃度，促進腫瘤細胞死亡[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)可清除細胞內(nèi)的高活性羥基，從而抵御有害物質(zhì)對細胞的破壞[18]。然而，銅可以將腫瘤細胞中的GSH氧化為谷胱甘肽二硫化物，還原性GSH被大量消耗的同時，腫瘤細胞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)細胞凋亡和自噬[20]。研究結(jié)果表明，銅離子載體可以通過細胞的質(zhì)膜或線粒體膜結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)運銅離子，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)腫瘤細胞死亡[21]。其具體機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，該超氧化物會歧化產(chǎn)生過氧化氫，過氧化氫可進一步與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，進一步引起活性氧濃度升高，最終誘導(dǎo)細胞死亡，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)的具體細胞死亡途徑的相關(guān)研究能有進一步的突破，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)細胞周期、增殖、凋亡等，對于維持機體的正常生命活動有著關(guān)鍵作用[23]。泛素化是指通過泛素對目標蛋白進行標記，蛋白酶體特異性識別目標蛋白并將其降解，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物中，由一個20S 核心顆粒和兩個19S 調(diào)節(jié)顆粒構(gòu)成，20S 核心顆粒中包括β1、β2、β5三個亞基，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)控細胞凋亡的關(guān)鍵亞基[24]。研究表明，相比正常細胞，癌細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的作用，雙硫侖(DSF)是一種獲得FDA批準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都是二價過渡金屬離子的強螯合劑，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)致錯誤折疊的蛋白質(zhì)在細胞中積累，最終促進細胞死亡；此外，細胞實驗結(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、細胞外基質(zhì)內(nèi)皮細胞的遷移和增殖，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胞的增殖和轉(zhuǎn)移。銅的促血管生成活性的主要機制是多種細胞因子和蛋白質(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)、成纖維細胞生長因子(FGF)、血管生成素(ANG)[29]。在血管生成的早期階段，細胞內(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 和銅藍蛋白基因)的轉(zhuǎn)錄活性，血漿銅藍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，細胞實驗證明銅可增加人臍靜脈內(nèi)皮(HUVEC)細胞系中ANG 的表達水平[31]。經(jīng)典的促進血管生成因子如VEGF和ANG可促進內(nèi)皮細胞的增殖和遷移，在腫瘤的進展和轉(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，通過降低細胞內(nèi)的銅離子濃度或抑制銅轉(zhuǎn)運過程中的相關(guān)蛋白，從而抑制血管的形成，進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，大部分人認為銅誘導(dǎo)的細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]首次提出人體細胞中存在著一種新型的細胞死亡方式，該種細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)，其依賴于細胞中的銅離子，并受銅離子誘導(dǎo)，可調(diào)節(jié)性細胞死亡——銅依賴性死亡(cuprotosis)，簡稱“銅死亡”，它表明即使已知的細胞死亡方法被阻斷，銅也會誘導(dǎo)細胞死亡，銅誘導(dǎo)細胞死亡機制的研究達到了一個新的里程碑。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 可引起細胞毒性反應(yīng)；此外，F(xiàn)DX1 可將Cu2+還原為毒性更強的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，進而誘導(dǎo)細胞死亡；然而，通過降低ES 的銅結(jié)合能力時，ES 觸發(fā)的細胞死亡效應(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不能獨立導(dǎo)致細胞死亡[36]。此外，更多依賴線粒體呼吸作用的細胞對銅死亡敏感，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，這對于維持正常細胞活性和銅死亡都是十分關(guān)鍵的[37]。LIAS 的表達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，可以有效抑制癌細胞的增殖和阻斷侵襲作用[38]。DLAT、DLD、PDHA1 和PDHB2 是PDC的三個亞基，PDC通過三個亞基的相互作用產(chǎn)生乙酰輔酶A 和NADPH，從而控制線粒體的氧化磷酸化，這三個亞基在銅死亡過程中非常重要，其表達水平也被認為與癌癥預(yù)后相關(guān)[15]。

4 銅介導(dǎo)的細胞死亡在結(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，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胞細胞的銅含量，從而誘導(dǎo)細胞死亡；第二：通過銅螯合劑降低癌細胞的銅水平，從而抑制銅依賴性細胞增殖。

銅離子載體或含銅化合物可增加癌細胞的銅含量，從而驅(qū)動氧化應(yīng)激反應(yīng)，最終引起細胞死亡。常見的銅離子載體包括DSF、ES、CQ 等，DSF 可上調(diào)細胞內(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)腸癌細胞系和乳腺癌細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，從而抑制腫瘤細胞從上皮細胞到間充質(zhì)細胞轉(zhuǎn)化(EMT)[41]。實驗研究結(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 細胞發(fā)生自噬反應(yīng)，進而抑制其增殖[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的進展[43]。ES通過將銅選擇性轉(zhuǎn)運至線粒體中，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 細胞死亡；此外還可通過促進胱氨酸/谷氨酸反向轉(zhuǎn)運蛋白(SLC7A11)降解和增強氧化應(yīng)激而誘導(dǎo)CRC細胞發(fā)生鐵死亡[44]。

銅螯合劑通過降低細胞的銅水平而抑制細胞增殖，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，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 通過影響細胞外信號調(diào)節(jié)激酶1和2(ERK1/2)的不同磷酸化水平，進而影響存在v-raf 小鼠肉瘤病毒癌基因同系物B1(BRAF V600E)突變的人CRC 細胞的增殖和遷移，并有效降低癌細胞的克隆形成潛力[45]。臨床試驗發(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蛋白水平，從而延緩腫瘤進展[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，進而抑制癌細胞增殖；此外，還可通過抑制LOX 的活性而抑制VEGF 的表達，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，通過細胞實驗發(fā)現(xiàn)JYFY-001可以特異性結(jié)合細胞內(nèi)的銅離子，從而抑制糖酵解和線粒體呼吸，促進CRC 細胞的死亡；此外，JYFY-001可以促進結(jié)直腸癌移植腫瘤模型的組織及外周淋巴細胞浸潤，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)濟的治療方法，可以有效延緩疾病進展和控制腫瘤擴散，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)由癌細胞的warburg 效應(yīng)(有氧糖酵解)產(chǎn)生，warburg 效應(yīng)可促進癌癥轉(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胞的增殖和轉(zhuǎn)移，這可能與糖酵解被抑制后癌細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]通過體外實驗用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，兩個實驗分別抑制CRC細胞有氧糖酵解，均能促使癌細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)細胞死亡的敏感性，最終引發(fā)CRC 細胞的死亡，結(jié)果表明抑制癌細胞有氧糖酵解可提高銅死亡的療效，這將會是一種潛在的治療方法。此外，該實驗組用ES-Cu 分別脈沖處理CRC 細胞和奧沙利鉑耐藥細胞系，結(jié)果表明ES-Cu可有效抑制CRC細胞和奧沙利鉑耐藥細胞系的活力，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)測標志物[52]。KRAS 突變的CRC 細胞通過巨胞飲作用獲取銅從而促進癌細胞的增殖，并通過上調(diào)細胞表面的ATP7A的表達以保護CRC 細胞免受銅毒性侵害，由此可見通過銅代謝可以治療伴有KRAS 突變的CRC[53]。研究者通過運用CRISPR/Cas9 技術(shù)驗證ATP7A 對調(diào)節(jié)KRAS 突變的細胞內(nèi)銅水平及細胞增殖的作用，結(jié)果表明KRAS 突變細胞依賴于高銅水平，銅的生物利用度是一種KRAS選擇性弱點，ATP7A抑制劑可能通過加劇銅毒性特異性靶向KRAS 成癮的CRC 細胞[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)是機體生命活動正常進行基礎(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，需要進一步明確CRC與銅狀態(tài)之間的因果關(guān)系，從而推動銅相關(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胞器中特異性銅耗竭或特異性銅轉(zhuǎn)運的相關(guān)機制，運用納米制劑特異性降低細胞中的銅離子水平從而抑制癌細胞增殖，或升高細胞細胞中銅離子濃度從而誘發(fā)氧化應(yīng)激殺傷癌細胞，對癌細胞進行精準殺傷，可避免正常細胞的破壞，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。