銅代謝和銅死亡與非酒精性脂肪性肝病的研究進(jìn)展2026

銅是脂質(zhì)代謝、線(xiàn)粒體功能、鐵代謝和抗氧化防御等多種細(xì)胞生命過(guò)程所必需的一種微量元素。機(jī)體嚴(yán)格調(diào)控銅的攝取、儲(chǔ)存和利用，從而維持銅含量的相對(duì)穩(wěn)定，即銅穩(wěn)態(tài)。而銅穩(wěn)態(tài)的失調(diào)與多種疾病的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切。銅死亡是一種由銅過(guò)度累積引發(fā)的細(xì)胞調(diào)控性死亡方式，是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。非酒精性脂肪性肝病的發(fā)生和發(fā)展機(jī)制復(fù)雜，目前尚不完全清楚。肝臟內(nèi)銅的缺乏與包括脂質(zhì)代謝在內(nèi)的各種代謝過(guò)程改變有關(guān)。已有研究報(bào)道，銅穩(wěn)態(tài)失調(diào)與非酒精性脂肪性肝病的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，且銅代謝相關(guān)基因在該疾病的預(yù)測(cè)和治療方面也有重要作用。然而，銅死亡在非酒精性脂肪性肝病中僅有生物信息學(xué)相關(guān)研究。本文就銅代謝和銅死亡在非酒精性脂肪性肝病中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。長(zhǎng)期以來(lái)，非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholicfattyliverdisease，NAFLD)在中國(guó)的發(fā)病率較高，尤其是近20年來(lái)，隨著人們生活方式和飲食習(xí)慣的改變，NAFLD的發(fā)病率呈逐年上升的趨勢(shì)，已成為中國(guó)較為常見(jiàn)的肝臟疾病之一。NAFLD分為非酒精性脂肪肝(non-alcoholicfattyliver，NAFL)和非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholicsteatohepatitis，NASH)，前者表現(xiàn)為單純的肝細(xì)胞脂肪變性；而后者則是NAFLD病情進(jìn)展的關(guān)鍵階段，主要的病理特征表現(xiàn)為肝細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)過(guò)度堆積，肝細(xì)胞膨脹、炎癥和纖維化。隨著研究的逐漸深入，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)銅穩(wěn)態(tài)與NAFLD發(fā)病密切相關(guān)，但具體機(jī)制仍未闡明。不同于鐵死亡、焦亡和壞死，銅死亡(cuproptosis)作為一種新發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞死亡方式，本質(zhì)是銅離子誘導(dǎo)的線(xiàn)粒體脂?；鞍走^(guò)度積累和鐵硫簇蛋白降解

[1]。研究表明，銅死亡可能對(duì)NAFLD的發(fā)生、發(fā)展有重要作用，銅死亡相關(guān)基因?qū)AFLD的預(yù)測(cè)和治療也有著重要意義。一、銅元素在人體內(nèi)的代謝銅元素是人體必需微量元素之一，在體內(nèi)主要以銅離子(Cu2＋)和亞銅離子(Cu＋)的形式參與脂質(zhì)代謝、線(xiàn)粒體呼吸、鐵代謝等基本的生命活動(dòng)。在人體內(nèi)，Cu2＋首先被金屬還原酶還原，以Cu＋的形式被吸收，又通過(guò)人體銅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(humancoppertransporter1，hCTR1)進(jìn)入十二指腸細(xì)胞。在十二指腸細(xì)胞內(nèi)被吸收的銅離子通過(guò)抗氧化劑1銅伴侶蛋白(antioxidant1copperchaperone)轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體上的銅離子轉(zhuǎn)運(yùn)ATP酶α(ATPasecoppertransportingalpha，ATP7A)中，后經(jīng)細(xì)胞基底外膜釋放到血液中，再通過(guò)門(mén)靜脈被轉(zhuǎn)運(yùn)到肝臟，在肝細(xì)胞中被整合在銅依賴(lài)性亞鐵氧化酶銅藍(lán)蛋白中，又被銅離子轉(zhuǎn)運(yùn)ATP酶β(ATPasecoppertransportingbeta，ATP7B)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入血液，最后被腦、腎、心臟、結(jié)締組織和胰腺所吸收。此外，銅離子還會(huì)被其他銅轉(zhuǎn)運(yùn)伴侶蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)至線(xiàn)粒體及銅鋅超氧化物歧化酶1中，發(fā)揮線(xiàn)粒體呼吸、抗氧化防御等作用。肝臟是體內(nèi)銅的代謝中樞，并對(duì)體細(xì)胞的銅穩(wěn)態(tài)起著調(diào)節(jié)作用，若肝臟中銅離子濃度高于正常濃度，則ATP7B發(fā)生重定位，從而將多余的銅泵入膽汁，進(jìn)而排出體外。二、銅代謝與NAFLD1．肝內(nèi)銅水平與NAFLD：研究發(fā)現(xiàn)NAFLD與肝內(nèi)銅水平降低相關(guān)

[2]。在Aigner等

[3]的研究中，低銅飲食組的大鼠發(fā)生肝脂肪變性，肝脂肪變性程度與肝內(nèi)銅水平呈負(fù)相關(guān)，并且低銅飲食會(huì)導(dǎo)致胰島素抵抗。此外，雖然肝內(nèi)銅水平與NAFLD的組織學(xué)進(jìn)展無(wú)關(guān)，但是NASH的肝內(nèi)銅水平比NAFL患者更低，這說(shuō)明肝內(nèi)銅水平的降低可能促進(jìn)了NAFLD病情的進(jìn)展

[4]。目前，關(guān)于NAFLD肝內(nèi)銅藍(lán)蛋白水平的研究較少，但一項(xiàng)研究結(jié)果顯示，與健康志愿者相比，NAFLD患者的肝銅藍(lán)蛋白水平顯著升高；而與NAFL患者相比，NASH患者的肝銅藍(lán)蛋白水平更高；并且在高脂肪、蛋氨酸和膽堿缺乏飲食誘導(dǎo)的NASH小鼠模型中，小鼠肝銅藍(lán)蛋白及血清銅藍(lán)蛋白水平均明顯升高，這說(shuō)明肝銅藍(lán)蛋白水平與NASH病情進(jìn)展相關(guān)

[5]。但目前肝內(nèi)銅水平降低參與NAFLD發(fā)生、發(fā)展的相關(guān)機(jī)制尚未完全闡明，仍需要進(jìn)一步研究。2．血清銅水平與NAFLD：多項(xiàng)研究在NAFLD患者中觀察到血清銅或血清銅藍(lán)蛋白水平降低

[6,7]，且在其中一項(xiàng)研究中，男性NAFLD患者血清銅水平的降低程度與NAFLD病情進(jìn)展呈正相關(guān)

[7]。其機(jī)制可能是低水平血清銅影響多種參與氧化還原反應(yīng)的酶活性，從而導(dǎo)致活性氧水平的升高及脂質(zhì)相關(guān)氧化損傷的發(fā)生

[8]。然而，也有研究并未在NAFLD患者中觀察到血清銅或血清銅藍(lán)蛋白水平降低

[2,9]。因此，目前科學(xué)界對(duì)于NAFLD患者的血清銅或血清銅藍(lán)蛋白水平是否發(fā)生改變?nèi)源嬖跔?zhēng)議，需要收集更多樣本進(jìn)行研究。3．銅異常攝入可能是NAFLD的致病因素：銅元素的足量攝入能夠降低代謝性脂肪性肝病的發(fā)生率，低銅飲食會(huì)導(dǎo)致血清銅水平和肝內(nèi)銅水平降低，顯著影響肝臟脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的表達(dá)，從而導(dǎo)致肝臟脂質(zhì)積累；即使在NAFLD模型中沒(méi)有觀察到嚴(yán)重脂肪變性，低銅飲食也會(huì)導(dǎo)致炎癥和纖維化基因激活，從而加速NAFLD病情進(jìn)展

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]。然而，一項(xiàng)病例對(duì)照研究表明，NAFLD患者相較于對(duì)照組具有更高水平的銅攝入，并且在NAFLD患者中，日常飲食中的銅水平與肥胖指標(biāo)呈正相關(guān)

[11]。另一項(xiàng)流行病學(xué)研究結(jié)果提示，暴露于高水平的銅是NAFLD發(fā)病的危險(xiǎn)因素，且暴露嚴(yán)重程度與肝臟脂肪變性程度呈正相關(guān)

[12]。銅與果糖攝入的相互作用可能是NAFLD的致病因素，其具體機(jī)制未被揭示。在缺銅飲食的大鼠模型中，十二指腸內(nèi)銅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白1(coppertransporter1，CTR1)表達(dá)顯著增加，而攝入高果糖會(huì)逆轉(zhuǎn)缺銅飲食導(dǎo)致的CTR1表達(dá)上調(diào)，并且高果糖飲食還會(huì)促進(jìn)肝脂肪酸合成酶的表達(dá)，從而導(dǎo)致體內(nèi)銅穩(wěn)態(tài)失調(diào)、肝損傷與脂肪積累，這可能是果糖與銅相互作用誘導(dǎo)NAFLD的機(jī)制

[13]。4．銅穩(wěn)態(tài)失調(diào)導(dǎo)致NAFLD的機(jī)制：近年來(lái)，研究人員從多個(gè)方面揭示了與銅離子代謝失調(diào)相關(guān)的NAFLD發(fā)展機(jī)制。Zhong等

[14]研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)量的銅攝入會(huì)促進(jìn)脂肪生成并抑制脂肪分解，激活氧化應(yīng)激和自噬過(guò)程。銅通過(guò)增強(qiáng)核轉(zhuǎn)錄因子紅系2相關(guān)因子2(nuclearfactor－erythroid2-relatedfactor2，Nrf2)在過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisomeproliferators-activatedreceptor，PPARγ)啟動(dòng)子區(qū)的DNA結(jié)合能力，誘導(dǎo)PPARγ的轉(zhuǎn)錄激活，從而調(diào)節(jié)脂肪代謝。同時(shí)，上述研究闡明了Nrf2是氧化應(yīng)激相關(guān)性肥胖和NAFLD的重要潛在治療靶點(diǎn)。該研究還證實(shí)，過(guò)量的銅通過(guò)促進(jìn)Nrf2的表達(dá)募集到5個(gè)脂肪生成基因[葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(glucose6-phosphatedehydrogenase)、6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶(6-phosphogluconatedehydrogenase)、蘋(píng)果酸酶(malateenzyme)、異檸檬酸脫氫酶(isocitratedehydrogenase)和PPARγ]啟動(dòng)子的抗氧化響應(yīng)元件(antioxidantresponseelement)位點(diǎn)來(lái)增加脂毒性；此外，銅還可以通過(guò)激活金屬調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子1(metalregulatorytranscriptionfactor1，MTF1)和抑制SP1/Fyn通路來(lái)促進(jìn)Nrf2的表達(dá)

[14]。這些銅相關(guān)途徑共同促進(jìn)了Nrf2在細(xì)胞核中的富集，并最終影響了脂肪毒性，促進(jìn)了NAFLD的發(fā)展。在游離脂肪酸誘導(dǎo)的NAFLD體外實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭?，研究者發(fā)現(xiàn)p53的激活參與了細(xì)胞內(nèi)銅水平的維持，p53的核心結(jié)構(gòu)域突變體Y220C影響細(xì)胞色素C氧化酶2和CTR1的表達(dá)和活性，并以這種方式影響游離脂肪酸積累的細(xì)胞內(nèi)的銅穩(wěn)態(tài)

[15]。近年的一項(xiàng)研究證實(shí)，溶質(zhì)載體家族25成員3(solutecarrierfamily25member3，SLC25A3)主要發(fā)揮將銅從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到線(xiàn)粒體的作用，在高脂飲食誘導(dǎo)的NAFLD小鼠模型中，SLC25A3的表達(dá)降低；在SLC25A3敲除的體外實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭?，?xì)胞質(zhì)內(nèi)和線(xiàn)粒體內(nèi)的銅水平也降低，這說(shuō)明SLC25A3缺乏限制了銅向線(xiàn)粒體的內(nèi)流，并導(dǎo)致線(xiàn)粒體的電子流失，從而使肝細(xì)胞更容易受到氧化應(yīng)激的影響；此外，當(dāng)細(xì)胞暴露于油酸時(shí)，SLC25A3的大量消耗會(huì)降低線(xiàn)粒體膜電位和基礎(chǔ)耗氧率，并使細(xì)胞易受氧化應(yīng)激影響

[16]。另有研究發(fā)現(xiàn)，高濃度細(xì)胞外銅促進(jìn)了NAFLD相關(guān)肝硬化向肝癌的進(jìn)展。與NAFLD相關(guān)性肝硬化患者相比，肝癌患者的肝組織中CTR1和MYC蛋白的表達(dá)水平顯著上調(diào)。高濃度銅能夠通過(guò)調(diào)節(jié)MYC/CTR1軸促進(jìn)肝癌細(xì)胞的生長(zhǎng)、遷移和侵襲

[17]。三、銅死亡概述銅死亡是一種發(fā)生于線(xiàn)粒體內(nèi)的細(xì)胞死亡方式。人鐵氧還蛋白1(ferrodoxin1，F(xiàn)DX1)和蛋白脂?；钦{(diào)控銅死亡的關(guān)鍵因子，具體機(jī)制為銅離子在細(xì)胞內(nèi)積累并與三羧酸循環(huán)的脂酰化成分結(jié)合導(dǎo)致脂?；鞍拙奂?、鐵硫簇蛋白減少，引發(fā)蛋白質(zhì)毒性應(yīng)激，從而導(dǎo)致銅死亡

[1]。同時(shí)，參與銅離子代謝的基因包括銅離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白CTR1、ATP7A、ATP7B的表達(dá)失調(diào)均可調(diào)節(jié)銅死亡。銅穩(wěn)態(tài)失調(diào)在NAFLD中的作用機(jī)制已有較多研究，銅穩(wěn)態(tài)失調(diào)會(huì)影響銅死亡，因此，肝細(xì)胞銅死亡可能是NAFLD的發(fā)病機(jī)制之一，維持銅穩(wěn)態(tài)或許是NAFLD潛在的治療手段。四、銅死亡相關(guān)基因與NAFLDTsvetkov等

[1]研究指出，調(diào)控銅死亡的關(guān)鍵基因有FDX1、硫辛酸合成酶(lipoicacidsynthetase，LIAS)、二氫硫辛酰胺脫氫酶(dihydrolipoamidedehydrogenase，DLD)、脂酰轉(zhuǎn)移酶1(lipoyltransferase1，LIPT1)、二氫硫辛酰胺S-乙酰轉(zhuǎn)移酶(dihydrolipoamideS-acetyltransferase，DLAT)、丙酮酸脫氫酶E1亞基β(pyruvatedehydrogenaseE1subunit-beta，PDHB)、丙酮酸脫氫酶E1亞基α1(pyruvatedehydrogenaseE1subunitalpha1，PDHA1)。為了探索銅死亡與NAFLD進(jìn)展的相關(guān)性，研究者們對(duì)NAFLD患者中的銅死亡相關(guān)基因進(jìn)行了生物信息學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)MTF1、DNA聚合酶δ1催化亞基(DNApolymerasedelta1catalyticsubunit，POLD1)、NFE2樣bZIP轉(zhuǎn)錄因子2(NFE2likebZIPtranscriptionfactor2，NFE2L2)等基因也在NAFLD中有調(diào)控作用。1．銅死亡關(guān)鍵基因：早期研究發(fā)現(xiàn)FDX1參與組裝鐵硫簇蛋白及維持細(xì)胞質(zhì)和線(xiàn)粒體鐵穩(wěn)態(tài)

[18]。銅死亡的概念被提出后，F(xiàn)DX1被發(fā)現(xiàn)是銅死亡的關(guān)鍵調(diào)控因子。Zhao等

[19]研究表明，NAFLD患者的FDX1表達(dá)水平能夠影響疾病的進(jìn)展。NAFL患者和NASH患者的FDX1表達(dá)水平具有顯著差異，NASH患者FDX1水平更高；FDX1在脂肪變性的肝細(xì)胞周?chē)鷱V泛表達(dá)，這說(shuō)明FDX1可能影響NAFLD的病情進(jìn)展，同時(shí)，F(xiàn)DX1表達(dá)水平與NAFLD相關(guān)肝癌患者的預(yù)后顯著相關(guān)。富集分析結(jié)果提示，F(xiàn)DX1參與了NASH患者中的PPAR信號(hào)通路、代謝信號(hào)通路的調(diào)節(jié)。然而，Ouyang等

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]和Liu等

[21]的研究中并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)FDX1這一銅死亡關(guān)鍵基因在NAFLD患者中存在異常表達(dá)。LIAS是銅死亡中蛋白質(zhì)脂?；年P(guān)鍵酶。Dreishpoon等

[22]研究顯示，F(xiàn)DX1通過(guò)直接結(jié)合LIAS促進(jìn)脂酰載體蛋白甘氨酸裂解系統(tǒng)H蛋白(glycinecleavagesystemproteinH)的功能來(lái)調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的脂?；u等

[23]研究表明，在NASH小鼠模型(Leprdb/db)中過(guò)表達(dá)LIAS基因可以有效地減輕NASH的炎癥程度，這種作用可能是通過(guò)改善肝臟線(xiàn)粒體功能、減輕線(xiàn)粒體微泡性脂肪變性、降低氧化應(yīng)激的毒性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。線(xiàn)粒體功能障礙是肝臟脂肪變性的主要發(fā)病機(jī)制，過(guò)表達(dá)LIAS基因可有效降低氧化應(yīng)激、保護(hù)線(xiàn)粒體，從而減輕NAFLD的病情進(jìn)展。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)LIAS與PDHA1之間具有較強(qiáng)的協(xié)同作用，而與MTF1之間具有明顯的拮抗作用，并且LIAS可能參與免疫微環(huán)境的調(diào)控

[21]。然而，其他關(guān)于銅死亡與NAFLD的生物信息學(xué)研究中并未觀察到LIAS的異常表達(dá)，也無(wú)相關(guān)證據(jù)顯示其參與NAFLD的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程。DLD是一種線(xiàn)粒體酶，可將二氫脂酰胺氧化為脂酰胺，在能量代謝中起關(guān)鍵作用

[24]。研究表明，DLD表達(dá)水平與NAFLD發(fā)生、發(fā)展顯著相關(guān)。在Wu等

[25]的研究中，與正常組相比，NAFLD患者肝內(nèi)DLD和PDHB顯著上調(diào)，并且在NAFLD的發(fā)生和進(jìn)展中發(fā)揮作用。在蛋白質(zhì)－蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)分析中，DLD與PDHB展現(xiàn)出了較強(qiáng)的相關(guān)性。DLD和PDHB的高表達(dá)可能增強(qiáng)了銅的毒性，并且與乙酰輔酶A代謝和丙酮酸代謝相關(guān)。在NAFLD小鼠模型中，DLD和PDHB也顯著上調(diào)，以上2個(gè)基因可能是與NAFLD診斷和治療相關(guān)的潛在靶基因。在Ouyang等

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]的研究中，DLD也被認(rèn)為是NAFLD與銅死亡的關(guān)鍵基因之一，DLD與蛋白質(zhì)輸出、剪接體、纈氨酸亮氨酸和異亮氨酸降解及脂肪酸代謝有關(guān)，并且在NAFLD小鼠模型中也觀察到了DLD的高表達(dá)。因此，DLD有望成為NAFLD的治療靶點(diǎn)之一。然而，目前尚沒(méi)有對(duì)NAFLD患者中DLD相關(guān)作用機(jī)制的研究。PDHB與銅死亡關(guān)鍵基因DLD的關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)。PDHB催化丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A，是連接葡萄糖代謝、脂質(zhì)代謝和三羧酸循環(huán)的中心節(jié)點(diǎn)，PDHB功能障礙可導(dǎo)致細(xì)胞代謝功能紊亂，從而發(fā)生癌癥

[26]。在Zhao等

[19]的研究中，PDHB在NASH患者中表達(dá)升高，且具有良好的診斷意義，但是PDHB表達(dá)在NASH組與肝癌組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；在免疫浸潤(rùn)分析中，PDHB表達(dá)水平與γδT細(xì)胞浸潤(rùn)豐度高度相關(guān)，但具體機(jī)制尚未闡明。在一項(xiàng)關(guān)于肝癌的研究中，敲除PDHB基因可誘導(dǎo)三羧酸循環(huán)的代謝重編程，破壞線(xiàn)粒體功能，導(dǎo)致谷氨酰胺耗竭下肝癌細(xì)胞受到抑制

[27]。此外，銅死亡關(guān)鍵基因LIPT1和DLAT的表達(dá)在NAFLD患者中也存在明顯異常，且具有良好的疾病預(yù)測(cè)價(jià)值，但其在NAFLD中的具體作用尚缺乏研究，其與NAFLD的關(guān)系也需要進(jìn)一步闡明

[25]。2．其他銅死亡相關(guān)基因：POLD1和NFE2L2在NAFLD患者中表達(dá)異常，與DLD共同分析后具有良好的診斷價(jià)值，并且有5種藥物靶向POLD1，45種藥物靶向NFE2L2，這說(shuō)明POLD1和NFE2L2可能是NAFLD的潛在治療靶點(diǎn)

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]。POLD1在由NAFLD發(fā)展的肝癌組織中同樣表達(dá)升高說(shuō)明POLD1可能與NAFLD疾病進(jìn)展相關(guān)

[28]。NFE2L2的表達(dá)與NAFLD呈負(fù)相關(guān)，這與NFE2L2可以減少活性氧的產(chǎn)生有關(guān)。在高脂飲食誘導(dǎo)的NAFLD小鼠模型中，NFE2L2基因敲除小鼠會(huì)發(fā)生更嚴(yán)重的脂肪變性，并伴有高水平的氧化應(yīng)激

[29]。此外，與銅死亡相關(guān)的基因溶質(zhì)載體家族16成員1(solutecarrierfamily16member1，SLC16A1)、瘦素受體(leptinreceptor)、烯醇化酶3(enolase3，ENO3)也對(duì)NAFLD具有較好的診斷效果，同時(shí)在NAFLD小鼠模型中被證實(shí)存在異常表達(dá)

[21]。其中SLC16A1在維持肝臟細(xì)胞穩(wěn)態(tài)及藥物代謝中發(fā)揮著重要的作用，并且與肝臟病理相關(guān)

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]；ENO3可能通過(guò)調(diào)節(jié)谷胱甘肽過(guò)氧化物酶4(glutathioneperoxidase4)的表達(dá)及脂質(zhì)代謝來(lái)調(diào)控鐵死亡，從而引起NASH病情進(jìn)展

[31]；瘦素受體的多態(tài)性可能與NAFLD相關(guān)，其通過(guò)調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝和影響胰島敏感性參與NAFLD的發(fā)病

[32]。五、與銅相關(guān)的NAFLD治療策略靶向消融肝細(xì)胞內(nèi)銅藍(lán)蛋白可以有效治療NASH，肝細(xì)胞銅藍(lán)蛋白的缺失通過(guò)上調(diào)細(xì)胞色素P450家族7亞家族A成員1(cytochromeP450family7subfamilyAmember1)和細(xì)胞色素P450家族8亞家族B成員1(cytochromeP450family8subfamily