综述：铜死亡在癌症中的表观遗传调控：机制、微环境及治疗意义

《Frontiers in Cell and Developmental Biology》：Epigenetic regulation of cuproptosis in cancer: mechanisms, microenvironment, and therapeutic implications

　　

铜死亡（cuproptosis）是一种受调控的细胞死亡形式，由铜过载触发并依赖于线粒体代谢，特别是通过FDX1（ferredoxin 1）介导的蛋白质脂酰化和三羧酸（TCA）循环紊乱。近期研究表明，表观遗传机制，包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA以及RNA化学修饰如m6A（N6-甲基腺苷）和乳酰化（lactylation），关键性地调控铜转运蛋白、脂酰化酶、线粒体代谢蛋白和应激反应通路的表达，从而调节肿瘤细胞对铜死亡的敏感性或抵抗性。例如，DNA甲基化可通过DNMT（DNA甲基转移酶）/miRNA（微小RNA）/铜转运蛋白轴控制铜稳态基因，而组蛋白乳酰化将代谢重编程与铜积累联系起来。非编码RNA和RNA修饰精细调控关键铜死亡调控因子的转录和翻译，提供对细胞命运的动态控制。肿瘤微环境（TME）通过影响铜可用性、氧化还原状态、缺氧和代谢重编程进一步影响铜死亡，并与免疫监视和PD-1（程序性死亡受体1）/PD-L1（程序性死亡配体1）信号相互作用。在转化医学层面，铜离子载体（copper ionophores）、基于纳米医学的递送系统以及同时靶向代谢脆弱性和微环境的联合策略，为诱导肿瘤特异性铜死亡同时最小化毒性提供了有前景的方法。总体而言，铜死亡中分子、表观遗传和微环境调控的整合，为肿瘤代谢脆弱性提供了新见解，并为精准抗癌治疗提供了潜在靶点。

**2 铜死亡的表观遗传调控：机制与功能整合**

铜死亡（cuproptosis）是一种依赖铜的受调控细胞死亡形式，受到多个层次的表观遗传和RNA介导调控的精细调控。DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA和RNA化学修饰共同调节关键铜转运蛋白和铜死亡效应物的表达、稳定性和活性。图1总结了这些调控机制如何汇聚于FDX1（ferredoxin 1）-脂酰化轴，以调控铜稳态、线粒体代谢和细胞对铜死亡的敏感性。

**2.1 DNA甲基化：铜稳态和代谢入口的转录控制**

DNA甲基化是一种核心表观遗传机制，通过DNA甲基转移酶（DNMT）介导的CpG修饰调控基因转录。在铜死亡语境中，其功能重要性不在于一般的转录抑制，而在于定义关键上游决定因素的转录景观，包括铜转运系统、线粒体代谢和脂酰化相关通路。新兴证据表明，DNA甲基化直接调控铜内流/外流平衡，从而设定触发铜死亡所需的细胞内铜阈值。例如，在肝细胞癌中，plumbagin抑制DNMT1，导致miR-302a-3p低甲基化和激活，进而抑制铜外排蛋白ATP7B。这种“DNMT1/miR-302a-3p/ATP7B”轴导致细胞内铜积累和铜死亡诱导。该发现确立了DNA甲基化作为铜可用性的近端调控因子，这是铜死亡的关键起始因素。除铜转运外，DNA甲基化还调控参与线粒体代谢和应激反应的基因，这些对铜死亡执行至关重要。基于TCGA和GEO数据集的整合分析表明，铜死亡相关基因（如CDKN2A、MTF1）的甲基化模式与基因表达、肿瘤分期和患者生存相关，并关联p53信号、细胞周期控制和代谢重编程等通路。值得注意的是，这些甲基化特征还与免疫检查点表达和免疫浸润相关，表明DNA甲基化不仅调节铜死亡敏感性，还塑造肿瘤免疫微环境。总之，DNA甲基化在铜转运、代谢基因表达和免疫调节等多个层面作用，以确定铜死亡可被启动的细胞阈值和系统环境。

**2.2 组蛋白修饰：代谢状态与铜摄取的染色质耦联**

组蛋白修饰动态调控染色质可及性和转录程序，从而将代谢状态与基因表达联系起来。在铜死亡中，它们的关键作用是作为代谢传感器，将代谢重编程转化为对铜处理和线粒体功能的转录控制。组蛋白乙酰化和甲基化广泛调控参与线粒体生物发生、氧化还原稳态和代谢途径的基因，从而影响细胞对线粒体呼吸的代谢依赖性——这是铜死亡的前提条件。更重要的是，近期研究强调组蛋白乳酰化（histone lactylation）是连接代谢重编程与铜死亡之间的直接机制桥梁。在高乳酸条件下，H3K18乳酰化增加，促进转录因子Grhl2的转录，进而激活铜转运蛋白SLC31A1（CTR1），导致铜摄取增强和铜死亡诱导。沉默SLC31A1显著减弱乳酸诱导的铜死亡，证明该通路直接将代谢副产物与铜依赖性细胞死亡联系起来。这一机制阐明了明确的概念进展：代谢物驱动的组蛋白修饰可以直接调控铜转运能力，从而将代谢状态（例如糖酵解/富乳酸环境）与铜死亡易感性耦联。因此，组蛋白修饰可能提供代谢重编程、染色质状态变化和铜诱导细胞毒性之间的调控联系。

**2.3 非编码RNA：FDX1轴与铜死亡敏感性的网络水平调控**

**2.3.1 FDX1调控**：非编码RNA（ncRNA）通过转录后、转录和表观遗传机制调控基因表达。在铜死亡中，它们的主要功能是协调关键调控节点的网络水平控制，特别是FDX1-脂酰化轴、铜转运和代谢适应。一个显著例子是lncRNA PVT1，它直接结合FDX1启动子，促进H3K27ac沉积，并招募转录因子SF1，从而增强FDX1转录。这种激活增加蛋白质脂酰化依赖性蛋白毒性应激并诱导铜死亡。该发现尤为重要，因为它将ncRNA定位为核心铜死亡机制（FDX1）的直接上游调控因子。FDX1也可通过ceRNA依赖性机制调控。在肝细胞癌中，FDX1表达下调，而较高FDX1表达与更好的预后和增强的奥沙利铂敏感性相关。机制上，LINC02362作为竞争性内源RNA结合hsa-miR-18a-5p，从而解除miR-18a-5p介导的FDX1抑制。LINC02362/hsa-miR-18a-5p/FDX1轴的激活抑制HCC细胞增殖并增强奥沙利铂诱导的铜死亡。与激活FDX1的ncRNA相反，一些ncRNA抑制FDX1表达从而抑制铜死亡。在高级别浆液性卵巢癌中，lncRNA RP11-199F11.2高表达，并与晚期FIGO分期和淋巴结转移相关。机制上，RP11被提议结合FDX1的3‘-UTR，减少FDX1翻译并限制铜死亡。功能研究表明，RP11的调节影响肿瘤生长，而铜离子载体elesclomol-Cu治疗恢复FDX1表达，重新激活铜死亡并显著抑制肿瘤生长而无明显组织学毒性。环状RNA也可能参与FDX1调控。在肺癌中，ROS诱导的circKIAA1797氧化修饰促进其被阅读蛋白YBX1识别，从而增加circKIAA1797稳定性和细胞质积累。功能上，circKIAA1797在体内外促进肺癌进展。机制上，circKIAA1797通过直接结合FDX1 mRNA，降低其稳定性并抑制FDX1表达，从而抑制铜死亡。同时，circKIAA1797与STAT1蛋白相互作用并抑制LIPT1转录，进一步削弱铜死亡所需的脂酰化机制。这些研究共同表明，ncRNA可以根据其对FDX1的影响促进或抑制铜死亡。激活FDX1的ncRNA（如PVT1和LINC02362）增强铜依赖性蛋白毒性应激，可能提高对铜离子载体或化疗的敏感性；而抑制FDX1的ncRNA（如RP11-199F11.2和circKIAA1797）减弱铜死亡并促进肿瘤进展。因此，ncRNA-FDX1调控网络代表控制铜死亡敏感性的关键表观遗传和转录后层面，可能为基于铜死亡的癌症治疗提供新的治疗机会。

**2.3.2 铜转运蛋白**：铜转运蛋白是细胞内铜稳态的关键调节因子，因此影响铜死亡敏感性。除经典铜转运蛋白如SLC31A1/CTR1、ATP7A和ATP7B外，新兴证据表明ncRNA和RNA修饰调控因子可以调节铜转运相关通路，从而影响肿瘤进展和治疗反应。在乳腺癌中，lncRNA Z68871.1通过RBM15/YTHDC2/ATP7A轴将铜死亡与m6A修饰和免疫调控联系起来。机制上，m6A写入蛋白RBM15和阅读蛋白YTHDC2调控Z68871.1相关信号，影响ATP7A介导的铜转运、肿瘤进展和免疫微环境。该发现表明铜转运蛋白调控可能与RNA表观转录组控制整合。类似地，LINC00607通过与关键线粒体代谢调节因子PDHA1相互作用来促进铜死亡抵抗。尽管该机制不限于铜转运本身，但它将铜诱导的细胞死亡与线粒体代谢和PD-L1介导的免疫逃逸联系起来。因此，LINC00607提供了ncRNA介导调控如何协调铜稳态、代谢适应和免疫逃逸的另一个例子。这些发现表明，铜转运蛋白不仅是细胞内铜水平的被动调节因子，也是涉及ncRNA、m6A修饰、线粒体代谢和肿瘤免疫的广泛调控网络的一部分。

**2.3.3 线粒体代谢**：铜死亡优先发生在依赖线粒体呼吸和活跃三羧酸循环的细胞中，表明线粒体代谢状态是铜诱导细胞死亡的关键决定因素。其他ncRNA，包括circFRMD4A、circSpna2和miR-185-5p，调控铜转运蛋白、线粒体代谢和氧化应激通路，从而影响铜死亡和临床结局。一项近期研究将circFRMD4A确定为连接p53依赖性代谢重编程与铜死亡的重要中介。circFRMD4A源自FRMD4A转录本，后者由p53转录激活，而其环化由RNA结合蛋白EWSR1促进。功能上，circFRMD4A作为肿瘤抑制因子，增强癌细胞对elesclomol诱导的铜死亡的敏感性。机制上，circFRMD4A与PKM2（一种关键糖酵解酶）相互作用并使其失活，从而减少乳酸产生并将糖酵解通量转向三羧酸循环。这种代谢转变增加线粒体依赖性，使肿瘤细胞对铜诱导毒性敏感。重要的是，p53激动剂与elesclomol联合治疗在异种移植模型中抑制肿瘤生长，表明恢复p53-circFRMD4A信号可能为增强野生型p53癌症中的铜死亡提供治疗策略。除肿瘤代谢外，ncRNA介导的线粒体氧化应激和铜转运调控也可能影响铜死亡相关病理结局。在创伤性脑损伤中，circSpna2表达降低，与抑郁样症状负相关。机制上，circSpna2结合泛素连接酶Keap1，从而调节Nrf2/Atp7b信号轴。由于ATP7B是参与铜外排和细胞内铜稳态的关键铜转运蛋白，circSpna2可能通过协调氧化应激防御与铜转运来调控铜死亡。功能上，circSpna2过表达通过Keap1/Nrf2/Atp7b通路减轻创伤性脑损伤后的铜死亡，而circSpna2敲低加重抑郁样表型。尽管此证据来源于神经损伤模型而非癌症，它支持ncRNA可通过控制铜转运蛋白表达和线粒体氧化还原平衡来调控铜死亡的更广泛概念。这些研究强调线粒体代谢是ncRNA调控的关键脆弱性，可用于改善基于铜死亡的治疗策略。

**2.4 RNA修饰：FDX1-脂酰化机制的表观转录组控制与动态响应**

RNA修饰，特别是m6A，为调控mRNA寿命、翻译和定位提供快速可逆的机制。在铜死亡中，这些修饰主要在转录后水平控制关键效应物，尤其是FDX1和脂酰化相关基因。多项研究表明m6A修饰直接调控FDX1表达和功能。在胃癌中，METTL16介导的FDX1 mRNA m6A修饰进一步受SIRT2依赖性乳酰化调节，影响对铜离子载体elesclomol的敏感性。在肝细胞癌中，METTL3通过FMR1抑制FDX1翻译，赋予铜死亡抵抗性，而其抑制增强对Elesclomol-Cu治疗的敏感性。类似地，METTL14和ALKBH5调控FDX1或铜伴侣ATOX1 mRNA稳定性，影响缺血性损伤和白血病中的铜死亡。除FDX1外，RNA修饰还调控脂酰化机制组分。例如，YTHDF2介导的m6A识别促进LIPT1降解，而恢复LIPT1增强铜死亡并诱导内质网应激。这些发现强调m6A修饰同时控制上游调节因子（FDX1）和下游执行者（脂酰化酶）。因此，m6A调控不应被视为铜死亡中普遍的主导机制，而应视为一种依赖于肿瘤类型、代谢状态、铜可用性和特定m6A写入蛋白、擦除蛋白及阅读蛋白表达模式的上下文依赖性调控层面。除m6A外，其他RNA修饰扩展了调控格局。NSUN5介导的m5C修饰稳定GLS mRNA，促进胆管癌中的代谢重编程和铜死亡抵抗。在肺癌中，氧化RNA修饰（o8G）稳定circKIAA1797，抑制FDX1和LIPT1表达，从而抑制铜死亡。此外，m7G甲基转移酶Mettl1保护心肌细胞免受脓毒症心肌病中FDX1介导的铜毒性。总之，RNA修饰建立了一个动态的表观转录组层面，根据代谢和应激信号快速调整关键铜死亡调节因子的表达，从而精细调控FDX1-脂酰化-线粒体代谢轴，决定细胞对铜诱导蛋白毒性应激的敏感性。

**3 铜死亡在免疫原性信号传导与癌症免疫治疗中的作用**

**3.1 铜死亡在免疫原性信号传导与免疫细胞浸润中的作用**

新兴证据表明，铜死亡不仅是一种以线粒体为中心的受调控细胞死亡形式，还是肿瘤免疫原性和免疫微环境重塑的关键调节因子。通过其对线粒体代谢、蛋白质脂酰化和铜稳态的依赖性，铜死亡处于影响免疫原性信号通路和免疫细胞浸润的独特位置，从而塑造肿瘤进展和治疗反应。泛癌分析揭示，铜死亡相关基因（CRG）在多种肿瘤类型中广泛失调，并与免疫相关特征密切相关。值得注意的是，铜死亡评分（CS）与免疫检查点分子如PD-L1、肿瘤突变负荷（TMB）和微卫星不稳定性（MSI）显著相关，表明铜死亡与肿瘤免疫逃逸机制之间存在紧密联系。此外，在多种癌症中CS与TME评分负相关，提示铜死亡活性增加可能与免疫细胞浸润减少或免疫抑制微环境相关。单细胞转录组分析进一步证明CRG活性在恶性细胞中富集，强化了铜死亡在肿瘤内在免疫调控中的作用。机制上，铜死亡可直接诱导免疫原性细胞死亡（ICD），从而促进抗肿瘤免疫反应。例如，在三阴性乳腺癌（TNBC）细胞中诱导铜死亡的铜离子载体纳米平台不仅触发线粒体功能障碍和蛋白毒性应激，还导致以免疫激活为特征的ICD。这些过程通常伴随着通过ATP7B下调导致的细胞内铜积累和脂酰化蛋白（如DLAT）聚集，最终激活凋亡和铜死亡通路，增强免疫系统参与。重要的是，肿瘤微环境在调节铜死亡的免疫原性效应中起决定性作用。缺氧（许多实体瘤的特征）抑制关键铜死亡调节因子FDX1的表达，从而限制铜依赖性细胞死亡的效力。通过基于纳米技术的策略靶向缺氧可以恢复线粒体代谢并增强铜死亡，进而促进ICD并加强抗肿瘤免疫。例如，ROS响应性纳米药物（CuET@PHF）已被证明能克服缺氧、诱导癌症干细胞（CSC）中的铜死亡，并同时激活免疫反应，导致肿瘤复发和转移减少。该发现强调了代谢重编程、铜死亡激活和免疫监视之间的关键联系。在信号水平上，铜死亡与先天免疫通路的激活密切相关，特别是感知胞质DNA并启动I型干扰素反应的cGAS-STING轴。铜死亡诱导的线粒体损伤可导致线粒体DNA（mtDNA）释放，从而激活cGAS-STING信号并促进抗肿瘤免疫。例如，线粒体靶向纳米组装体（TCe6@Cu/TP5 NPs）诱导铜死亡和活性氧（ROS）积累，导致AMPK信号激活、PD-L1降解和cGAS-STING通路刺激。该级联反应增强树突状细胞（DC）成熟和T细胞活化，从而放大系统性抗肿瘤免疫反应。类似地，光热增强铜死亡策略进一步展示了线粒体功能障碍如何重塑免疫反应。铜基纳米平台（CZP NPs）诱导氧化应激、破坏线粒体完整性并触发mtDNA释放，与金属离子信号协同强烈激活cGAS-STING通路。这种激活逆转免疫抑制性TME，增强PD-L1表达，并使肿瘤对免疫检查点阻断治疗（特别是抗PD-L1治疗）敏感。这些发现表明，铜死亡不仅能启动免疫信号，还能重编程免疫检查点动力学，从而影响免疫治疗效力。总之，当前证据支持一个模型，其中铜死亡作为线粒体代谢应激和免疫激活之间的桥梁。通过诱导免疫原性细胞死亡、调节免疫检查点以及激活cGAS-STING等先天免疫通路，铜死亡在塑造肿瘤免疫原性和免疫细胞浸润中发挥多方面作用。此外，其对代谢条件（如缺氧）和表观遗传调控的敏感性进一步强调了其在肿瘤微环境中的上下文依赖性作用。靶向铜死亡，特别是与免疫治疗联合，代表一种克服免疫抵抗和增强抗肿瘤效力的有前景策略。

**3.2 铜死亡与cGAS-STING激活**

与铜死亡相关的cGAS-STING激活应谨慎解释，因为当前证据尚未将此通路确立为严格的铜死亡特异性免疫反应。几项近期纳米医学研究表明，铜基治疗系统可诱导线粒体损伤、mtDNA释放和随后的cGAS-STING激活，从而增强先天性和适应性抗肿瘤免疫。例如，报道称锌-铜双金属过氧化物纳米颗粒促进Cu²⁺释放、DLAT聚集、铁-硫簇蛋白丢失和铜死亡，而Zn²⁺/ROS诱导的线粒体损伤促进mtDNA释放和cGAS-STING激活。类似地，Cu-ZnO₂@PDA纳米平台在三阴性乳腺癌中诱导线粒体破坏、mtDNA释放和cGAS-STING信号，从而改善抗PD-L1反应性。其他研究也将基于铜死亡的纳米治疗与STING通路激活和改善的抗肿瘤免疫联系起来，特别是通过增强树突状细胞成熟、巨噬细胞极化和T细胞浸润。更直接的机制证据由铜复合物如Cu-DPPZ-Py+和Cu-Elesclomol提供，它们诱导铜死亡相关的mtDNA释放和cGAS-STING激活，而结构相关铜复合物诱导的凋亡则显示出不同的免疫学后果。尽管如此，由于许多这些系统同时诱导ROS产生、线粒体应激、金属离子释放、铁死亡样损伤或纳米材料介导的免疫刺激，cGAS-STING激活目前应被视为基于铜的细胞毒性的线粒体损伤相关免疫后果，而非完全明确的铜死亡特异性通路。需要进一步研究来确定FDX1依赖性蛋白质脂酰化、DLAT聚集或铁-硫簇丢失是否在内源性铜死亡模型中直接且选择性地触发cGAS-STING信号。

**3.3 与表观遗传调控、线粒体依赖性和铜死亡特异性机制相关的治疗策略**

靶向铜死亡的治疗策略应相对于其潜在机制进行解释，包括铜转运、线粒体代谢、蛋白质脂酰化、氧化应激以及表观遗传或表观转录组调控。这些干预措施并非简单作为铜递送方法，而是可能利用铜死亡机制中的特定脆弱性。放疗已被证明通过增加线粒体铜积累来诱导铜死亡。机制上，放疗上调CTR1/SLC31A1并耗竭线粒体谷胱甘肽，从而促进铜依赖性线粒体毒性。此过程伴随着脂酰化蛋白和铁-硫簇蛋白的耗竭，这是铜死亡的关键特征。在放射抵抗性肿瘤中，BACH1表达降低解除对金属硫蛋白如MT1E/MT1X的抑制，限制铜毒性。因此，将铜离子载体与放疗联合可能通过恢复铜死亡敏感性来克服抵抗。铜离子载体联合策略也将铜死亡与免疫调节联系起来。在非小细胞肺癌细胞中，双硫仑（DSF）增加ATP7B和PD-L1，提示适应性铜外排和免疫逃逸。将DSF与PD-L1或HIF-1α抑制联合增强氧化应激，增加FDX1和SLC31A1，并抑制ATP7B、PD-L1和HIF-1α，从而加强铜死亡相关细胞毒性。线粒体代谢和ncRNA调控进一步影响治疗反应。在HCC中，PDHA1-LINC00607复合物促进肿瘤进展、铜死亡抵抗和PD-L1介导的免疫逃逸。因此，靶向该轴可能增强铜诱导的细胞死亡，同时改善抗肿瘤免疫。在胰腺癌中，SERPINB3通过MAPK信号抑制FDX1转录并促进PD-L1表达，导致铜死亡抵抗和免疫逃逸。基于此机制，联合MAPK抑制、铜死亡诱导和抗PD-1治疗可能提供一个合理的治疗策略，尤其是在SERPINB3高表达的肿瘤中。表观转录组调控也提供了基于机制的治疗切入点。在结直肠癌中，NAT10介导的ac4C修饰稳定DLAT mRNA，而NAT10乳酰化增强其催化活性并促进DLAT依赖性铜死亡。elesclomol与SIRT1抑制剂selisistat的联合通过加强NAT10乳酰化和DLAT表达来增强铜死亡。总之，这些研究表明，基于铜死亡的治疗应与明确的分子机制相联系，包括铜转运蛋白调控、线粒体代谢依赖性、以FDX1/DLAT为核心的铜死亡机制、免疫检查点调控以及RNA修饰介导的控制。

**4 讨论与展望**

铜死亡是一种依赖于线粒体代谢和铜失衡的受调控细胞死亡形式，为理解肿瘤代谢脆弱性提供了新框架。在分子水平上，细胞对铜死亡的敏感性取决于多个关键决定因素，包括铜摄取和外排系统的表达、TCA循环活性、脂酰化蛋白丰度、蛋白稳态能力以及这些通路的潜在表观遗传调控。依赖氧化磷酸化的肿瘤亚型通常对铜死亡更敏感，而高度糖酵解的肿瘤可能相对抵抗。调节脂酰化、铁-硫簇稳定性和应激反应通路的酶对铜死亡执行至关重要。

**4.1 表观遗传调控与知识空白**

新兴证据表明，表观遗传机制，包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA，可能影响铜转运蛋白、脂酰化酶和应激反应基因的表达，从而调节铜死亡易感性。然而，这些表观遗传层面在铜死亡背景下的精确作用在很大程度上仍不明确。关键知识空白包括：哪些表观遗传修饰直接调控铜稳态基因和线粒体应激反应；表观遗传景观如何与TME信号（如缺氧、炎症或酸性）相互作用以影响铜死亡阈值；以及表观遗传调节剂是否可被治疗性靶向以增敏肿瘤对铜死亡而不伤害正常组织。解决这些问题需要将表观遗传调控、铜代谢、线粒体适应和蛋白稳态与铜死亡结局联系起来的整合框架。这样的框架将允许对内在分子状态和外在TME信号在决定肿瘤脆弱性中的相互作用进行可检验的假设。

**4.2 肿瘤微环境相互作用**

TME在调节铜可用性和铜死亡激活中发挥核心作用。微环境因素如缺氧、酸性pH和氧化应激可深刻影响线粒体代谢，改变铜氧化还原状态，并限制铜死亡所需的脂酰化TCA循环蛋白的可用性。此外，基质细胞、癌症相关成纤维细胞（CAF）、内皮细胞和各种免疫群体可分泌金属结合蛋白、调节铜转运蛋白或调控离子通道，动态塑造局部铜分布和生物利用度。肿瘤细胞与免疫细胞之间的代谢竞争可能进一步影响铜摄取和利用，造成铜死亡易感性的空间异质性。这些微环境相互作用也可能影响关键调节因子如FDX1、LIAS和METTL16的表达和活性，从而影响铜诱导细胞死亡的起始和传播。理解这些TME介导的机制对于解释肿瘤区域和细胞亚群之间的异质性铜死亡反应至关重要，也对于指导将铜离子载体与靶向缺氧、氧化还原平衡或基质支持的药物相结合的治疗策略至关重要，最终增强基于铜死亡干预的效力和特异性。

**4.3 区分铜死亡与其他程序性细胞死亡**

**4.3.1 不同细胞死亡中表观遗传调控的相互联系**：表观遗传修饰，包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA和m6A甲基化，参与调控多种形式的程序性细胞死亡，揭示了一个复杂的相互联系网络。共享的分子调节因子，如SLC7A11、ROS和p53，受到表观遗传控制并影响铁死亡（ferroptosis）、铜死亡、二硫化物死亡（disulfidptosis）、凋亡、自噬和焦亡（pyroptosis）。例如，DNA甲基化和组蛋白修饰调节SLC7A11表达，从而影响铁死亡和二硫化物死亡。ROS水平、钙信号和应激反应通路作为连接不同死亡通路的常见中介，表观遗传修饰精细调控其活性。此外，lncRNA和m6A修饰可同时影响多种死亡模式，整合代谢信号、应激反应和TME信号以协调细胞命运决策。

**4.3.2 不同细胞死亡模式间的独特表观遗传特征**：尽管存在这些相互联系，每种细胞死亡模式表现出独特的表观遗传调控机制。铁死亡受到SLC7A11、ACSL4和FTH1等基因甲基化和m6A修饰的严格调控，调节铁和脂质代谢。焦亡主要受炎性体组分（NLRP3、AIM2）和Gasdermin蛋白的表观遗传调控影响，DNA甲基化和m6A修饰决定caspase通路的激活。铜死亡作为一种新定义的铜依赖性死亡形式，似乎受lncRNA介导的线粒体代谢和金属结合蛋白调控，而FDX1的m6A甲基化在铜应激下促进铜死亡。二硫化物死亡涉及影响氧化还原平衡和肌动蛋白细胞骨架完整性的lncRNA网络，但其他表观遗传贡献仍 largely 未探索。这些独特特征强调，尽管存在重叠的调控因子，每种死亡模式具有特定的表观遗传特征，定义其易感性、执行以及与肿瘤微环境的相互作用。

**4.4 铜离子载体治疗的转化考量**

铜离子载体，如elesclomol和双硫仑，已成为通过提高细胞内铜水平并直接靶向线粒体代谢来选择性诱导癌细胞铜死亡的有前景药物。铜和铜死亡在癌症中发挥关键作用，调节细胞内铜的药物，如elesclomol（ES）、双硫仑（DSF）、氯喹（CQ）和8-羟基喹啉（8-OHQ），提供治疗潜力。Elesclomol（ES）最初作为氧化应激诱导的抗肿瘤药物开发，作为铜离子载体，在某些临床环境中显示出可接受的安全性；然而，其耐受性和治疗窗口可能因疾病和背景而异，ES-Cu复合物的系统性临床评估仍然有限。DSF长期用于酒精依赖，在与铜联合治疗胶质母细胞瘤（尤其是BRAF突变病例）中显示出一定疗效，但总体临床结果仍然有限。主要挑战包括维持高肿瘤铜水平和最小化毒性。未来研究应聚焦于靶向递送、联合疗法以及基于铜死亡的癌症治疗的有效临床转化策略。尽管具有潜力，转化应用需要仔细评估毒性、治疗窗口和治疗背景。铜是许多细胞过程的必需辅因子，但过量铜通过直接结合脂酰化TCA循环蛋白、铁-硫簇蛋白丢失和应激反应激活触发蛋白毒性应激，可诱导铜死亡。关键调节因子如FDX1、LIAS和METTL16调节肿瘤细胞对铜过载的敏感性，其表达可能定义患者特异性治疗阈值。此外，肿瘤微环境，包括局部铜可用性、代谢状态和乳酸水平，可显著影响铜死亡效力，强调背景依赖性剂量策略的重要性。临床前研究表明，铜离子载体可与代谢调节剂、SIRT2抑制剂或常规疗法有效联合，以增强抗肿瘤效果同时减轻对正常组织的毒性。总之，理解铜稳态、代谢依赖性和敏感性的分子决定因素对于优化治疗窗口和制定合理的联合策略以推动铜基抗癌疗法的临床转化至关重要。未来关于纳米材料诱导铜死亡的研究应聚焦三个领域：第一，深化对铜稳态、免疫细胞铜死亡、肿瘤微环境相互作用以及与其他细胞死亡通路串扰的机制理解；第二，推进用于成像铜代谢和精确递送铜基纳米材料的技术；第三，开发无铜纳米材料以激活内源性铜死亡，从而实现更安全、更有效的免疫治疗。

**4.5 铜离子载体治疗的转化挑战与潜在临床局限性**

尽管使用铜离子载体诱导铜死亡具有强有力的机制依据，其临床转化需要谨慎评估。Elesclomol及相关铜载体的安全性不应被视为普遍有利，因为耐受性可能因肿瘤类型、疾病分期、线粒体代谢状态、系统性铜稳态、肝功能以及联合治疗方案而异。此外，铜代谢改变或解毒能力受损的患者可能更容易受到铜相关毒性的影响。因此，ES具有“有前景的安全特性”的陈述应被视为背景依赖性，而非广泛通用。几个局限性也可能解释基于铜离子载体治疗的潜在临床失败。第一，并非所有肿瘤对铜死亡同样敏感，因为铜诱导的细胞死亡似乎依赖于线粒体呼吸、TCA循环活性、蛋白质脂酰化以及关键调节因子如FDX1、LIAS、DLAT和LIPT1的表达。具有强糖酵解依赖性、低线粒体活性或减少的脂酰化机制的肿瘤可能具有内在抵抗性。第二，铜离子载体可能诱导非特异性氧化应激或线粒体损伤，使得难以区分铜死亡特异性效应与更广泛的细胞毒性。第三，用于患者选择的生物标志物仍不充分建立。没有可靠的铜依赖性、线粒体代谢状态或FDX1-脂酰化轴活性指标，临床反应可能是异质性的。最后，最佳剂量策略、铜补充状态、联合伙伴和毒性管理仍不明确，尤其对于尚未在临床研究中系统性评估的ES-Cu复合物。总之，这些考量表明，铜离子载体疗法应通过生物标志物引导和背景特异性策略来开发。未来研究应定义最可能应答的肿瘤类型，识别铜死亡敏感性的预测性生物标志物，评估ES-Cu复合物的药代动力学和安全性，并阐明与化疗、免疫治疗、代谢抑制剂或表观遗传药物的联合策略是否能提高治疗效力同时最小化毒性。

**5 结论**

铜死亡为理解铜代谢、线粒体呼吸、蛋白质脂酰化和蛋白毒性应激如何共同调控肿瘤细胞命运提供了新的概念框架。本综述强调，铜死亡并非孤立的代谢死亡程序，而是受到多层次表观遗传机制的紧密调控，包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA和RNA修饰。这些调控层面汇聚于关键的铜死亡相关节点，如铜转运蛋白、FDX1、LIAS、LIPT1、TCA循环酶和线粒体应激反应通路，从而塑造细胞对铜诱导细胞毒性的敏感性。特别是，FDX1-脂酰化-线粒体代谢轴似乎是一个中枢枢纽，表观遗传和代谢信号通过它决定铜死亡易感性。重要的是，铜死亡与肿瘤微环境和抗肿瘤免疫密切相关。通过诱导线粒体功能障碍、免疫原性细胞死亡、cGAS-STING激活和免疫检查点调节，铜死亡可能增强肿瘤免疫原性并改善对免疫检查点阻断的反应。然而，缺氧、代谢异质性、铜缓冲系统和表观遗传可塑性可能限制其治疗效力。因此，未来研究应确定表观遗传状态与铜死亡易感性之间的因果关系，识别用于患者分层的可靠生物标志物，并开发更安全的铜离子载体或铜死亡诱导纳米药物递送系统。与表观遗传药物、代谢调节剂、放疗、铁死亡诱导剂或免疫治疗的合理联合可能进一步扩展铜死亡的治疗潜力。总体而言，靶向铜死亡的表观遗传调控提供了一种有前景的策略，以利用肿瘤代谢脆弱性并克服癌症中的治疗抵抗。