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铜代谢稳态失调与神经退行性疾病的相关性研究进展

2021-11-05李建平

内科理论与实践 2021年5期
关键词:基因突变氧化应激

李建平, 王 刚

(上海交通大学医学院附属瑞金医院神经内科,上海200025)

铜(Cu)是人体内不可或缺的金属元素之一,参与多种生理过程,包括氧代谢、胶原蛋白合成、皮肤色素沉着、铁稳态以及抗氧化防御等。特别是在神经系统中,铜参与髓鞘形成,调节突触活动以及兴奋性神经元死亡和信号级联反应。因此,维持体内铜代谢稳态十分必要。现有研究表明,铜代谢稳态的失调在肝豆状核变性[又称威尔逊病(Wilson disease,WD)]、帕金森病(Parkinson disease,PD)、阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)等神经退行性疾病中扮演了重要角色,参与了神经退行性疾病的发病。因此,调控这一过程有望为临床提供新的治疗策略。本文综述了铜代谢稳态失调与神经退行性疾病相关性的研究进展。

铜稳态调节

人体内的铜主要来源于饮食摄入,如豆类、海鲜、坚果和绿叶蔬菜等富含铜的食物,并在器官组织中广泛分布,其中以肝、脑、心、肾中的浓度较高[1]。

一、细胞中的铜稳态

肝脏是人体内铜浓度最高的器官,负责体内主要的铜代谢调节。在肝细胞中,铜离子与超氧化物歧化酶铜伴侣蛋白(copper chaperones for superoxide dismutase 1,CCS)特异性结合,参与氧化、合成、分泌等多种生理过程。CCS可将铜传递至超氧化物歧化酶1(superoxide dismutase 1,SOD1),发挥抗氧化应激作用。细胞色素C氧化酶17(cytochrome C oxidase 17,COX17)将铜运载至携铜 蛋白SCO1和SCO2,与COX一起参与到线粒体呼吸链中[2]。由CCS ATOX1将铜传递至ATP7A和ATP7B 2种ATP酶是胞内铜稳态的核心通路。ATP7A定位于细胞膜,可以动员肝细胞中储存铜释放入血液中,维持外周循环中有效铜浓度。ATP7B蛋白主要定位在反面高尔基体网(trans Golgi network,TGN)上,负责铜蓝蛋白(ceruloplasmin,CP)合成和向胆汁中分泌过量的铜[3]。……

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