自打工作以來，大家有沒有覺得時間好像被格式化了，為了能在繁忙之余找點樂子，白天努力搬磚，晚上努力傷肝，肝不硬，都不好意思說自己是個合格的熬夜選手。但年輕的肝臟能經得住一時的磋磨，老化的肝臟卻狠狠表示：真“肝不動”了……

那么，除了老生常談的熬夜，肝臟變老的誘因還有什么呢？或許最近這篇刊登在Nature子刊《Nature Communications》上的研究能為大家解解惑。派派吃驚直呼：老朋友銅元素竟與肝臟老化關系匪淺[1]！經常糾結要不要補點銅？看完這篇也許你就悟了！

銅是一種廣泛分布在人體各組織和器官中的微量元素，成人體內銅含量約為1.5-2.0 mg/kg，以肝臟和大腦中濃度最高。正常水平的銅對機體具有多種健康益處，如促進造血功能、維護神經系統(tǒng)和促進毛發(fā)健康等。然而，一旦銅水平失衡（過量或缺乏）則可能對機體健康有害。

在體內，銅大部分時間與銅藍蛋白（血漿中銅的主要結合蛋白）或其他酶結合，被運輸到需要的細胞中或作為酶的輔助因子，調節(jié)酶的活性，這些結合態(tài)的銅通常沒有活性。但不是所有的銅都會被抓過去“鎖定”，在細胞內，還有一些能自由移動和參與化學反應的銅，它們就是——活性銅

圖注：細胞內銅由兩個不同的池組成：緊密結合的蛋白質池和不穩(wěn)定的生物可利用銅池[2]

活性銅常以一價銅離子Cu(I)或二價銅離子Cu(II)的形式存在于細胞內，它們與多種生物分子（如蛋白質、酶、DNA等）相互作用，共同維持著細胞的生理功能。然而，當細胞內活性銅水平失衡時，它們便可能從維持細胞功能的“助手”轉變?yōu)橐l(fā)氧化應激的“隱患”，進而加速細胞衰老。

以最容易產生活性氧（ROS）的Cu(I)來講，一方面，Cu(I)會通過芬頓反應產生羥基自由基等活性氧，這些自由基會攻擊細胞的膜結構、蛋白質和DNA，導致細胞損傷。

圖注：這里的芬頓反應指在酸性條件下，Cu(I)催化過氧化氫分解生成了羥基自由基（·OH）

另一方面，細胞原本委以重任的“抗氧化衛(wèi)士”——谷胱甘肽（GSH），肩負著結合Cu(I)的使命，以限制其活性并防止過量積累。但細胞內的GSH畢竟有限，與過量的Cu(I)反應使GSH嚴重損耗，細胞的抗氧化防線逐漸崩潰，進一步加劇了氧化應激和細胞衰老。

除了GSH，細胞也利用銅轉運蛋白、金屬硫蛋白（能結合和釋放銅，緩沖活性銅的水平）等機制來嚴格調控銅的水平。但天有不測風云，誘使Cu(I)“失控”的角色可太多了，年齡，就是其一。

為了搞清楚年齡對活性銅的影響，研究者打算以含銅濃度高的肝臟作為研究對象，重點觀察Cu(I)在肝臟衰老過程中的表現(xiàn)。但是要精準追蹤Cu(I)，還缺一個趁手武器。

為此，研究人員專門開發(fā)了一個銅活性探針（LCP-PA）。該探針可利用光聲成像技術（將光信號轉變?yōu)槌曅盘?，提供比熒光成像更清晰的三維圖像），特異性地檢測體內環(huán)境中Cu(I)的活性變化，特別適合用來研究Cu(I)與氧化應激和衰老相關的過程

圖注：用于檢測銅離子活性的銅活性探針LCP-PA結構

在LCP-PA探針的幫助下，很快就出現(xiàn)了令人振奮的結果：

No.1

年齡增長，肝臟中的活性銅更“strong”了

研究人員把實驗小鼠分為了四個年齡組：年輕組（約7周齡）、成年組（約13周齡）、中年組（約42周齡）和老年組（約82周齡），并使用 LCP-PA 探針進行了光聲成像。

圖注：實驗小鼠各年齡組分布及對應的人類年齡

結果顯示，LCP-PA的激活程度（反映Cu(I)的濃度和活性，以及氧化應激水平）隨年齡增長而增加，年輕組激活程度最低，老年組激活程度最高。具體來講，與對照年輕組小鼠肝臟中LCP-PA探針激活后的信號強度相比，實驗中各年齡組的激活程度分別為1.06倍、1.14倍、1.29倍和1.50倍。

圖注：LCP-PA在各年齡組小鼠肝臟中的激活程度

不得不說，肝臟衰老防不勝防，一不小心，Cu(I)就要蠢蠢欲動了。。。

No.2

谷胱甘肽：年齡克我！

如前所述，谷胱甘肽（GSH）能與Cu(I)結合，防止其引發(fā)氧化應激。為了驗證此說法，研究人員利用熒光探針LCP-Green-4（用于體外細胞內銅離子成像，與Cu(I)結合時熒光增強）對人類肝ai細胞系HepG2進行了觀察：

結果顯示，用谷胱甘肽乙酯（能增加細胞內GSH水平）處理的細胞熒光強度比未處理的細胞降低了40%，這是由于更多的GSH結合了細胞內的Cu(I)，導致探針檢測到的活性Cu(I)減少所致。相比之下，NEM（一種廣譜硫醇清除劑，能降低GSH水平）處理的細胞熒光強度增加了10%，表明Cu(I)的濃度提高了。

圖注：肝細胞中Cu(I)與谷胱甘肽之間的潛在關系

前面發(fā)現(xiàn)衰老會讓肝臟中Cu(I)活性變強，而現(xiàn)在來看GSH與Cu(I)顯然是此消彼長的關系，那隨年齡增長，GSH豈不是危矣？

確實如此！研究人員用LCP-PA 和 PACDx（表征細胞內GSH活性）兩種探針對四個年齡組的小鼠進行體內光聲成像后發(fā)現(xiàn)，PACDx的激活程度與銅活性呈負相關，即在年輕組中最高，在老年組中最低，表明GSH活性隨著衰老降低了

圖注：肝細胞中GSH活性隨著衰老而降低

好家伙！年齡一上來，先是助長氧化應激“幫兇”Cu(I)的氣焰，現(xiàn)在又讓細胞抗氧化“能臣”谷胱甘肽熄火，事情好像都走向了不利的方向。

No.3

ALDH1A1酶：跟著玩完！

還沒完！隨著肝細胞內Cu(I)活性的增加，谷胱甘肽（GSH）活性的降低，肝細胞內氧化應激情況也出現(xiàn)了明顯的惡化：

研究者發(fā)現(xiàn)，GSH活性的降低會使HepG2細胞內的ROS的“產量”明顯增加

圖注：GSH活性降低會使肝細胞內ROS的水平顯著提高（BSO試劑用來降低GSH的活性；DCFH-DA，用來指示ROS產生的程度）

不僅如此，作為細胞保護酶和肝干細胞通用標記物的醛脫氫酶1A1（ALDH1A1）也受到了波及

研究發(fā)現(xiàn)，向HepG2細胞補充CuCl?（用于增加細胞內活性銅離子）后，ALDH1A1酶活性顯著降低（由其專屬探針熒光強度指示，強度越低酶活性越低），進一步表明Cu(I)的增加可能消耗了GSH，導致ALDH1A1活性出現(xiàn)下降

圖注：活性銅會消耗GSH，進而引起ALDH1A1活性降低

此外，研究還發(fā)現(xiàn)，老年小鼠肝臟樣本（包含多種不同類型的肝細胞）中ALDH1A1的水平比年輕小鼠樣本低79%，同樣說明年齡增長造成ALDH1A1活性下降以及肝干細胞特性可能丟失的情況。

圖注：質譜分析顯示，老年小鼠肝臟樣本中ALDH1A1的水平比年輕小鼠低79%

ALDH1A1酶在多種細胞類型中表達，參與解毒反應，保護細胞免受氧化應激和化學損傷。然而，當Cu(I)活性增加使其功能受到抑制時，肝細胞損傷會加劇，肝臟解毒能力被削弱，后果就是肝臟加速老化。

所以，銅穩(wěn)態(tài)失調可能是肝臟衰老的一個重要原因。那有沒有辦法對付這些超量的“銅”，還肝臟一個“清凈”呢？

威爾遜?。ㄒ环N銅代謝障礙jb）的啟發(fā)，研究者迅速聯(lián)想到使用銅螯合劑。這類化合物能夠特異性結合銅離子并形成穩(wěn)定的復合物，從而促進體內過量銅的排出。本研究中選用的ATN-224，因其高親和力、良好安全性和臨床應用潛力而脫穎而出。

圖注：銅在角膜后彈力層沉積，形成特征性的角膜K-F環(huán)，是威爾遜病的典型體征之一

研究發(fā)現(xiàn)，在60天內，中年小鼠每日經口服灌胃接受ATN-224治療，其肝臟Cu(I)水平第40天便恢復至與年輕小鼠相當，而對照組小鼠的Cu(I)水平在整個研究期間持續(xù)上升。

圖注：ATN-224治療降低了活性銅水平

此外，在60天的ATN-224治療中，中年小鼠體內ALDH1A1水平比對照組也有提高。在更接近臨床的治療方案（140天，初期每日給藥，后續(xù)每三天一次）下，治療組小鼠ALDH1A1水平提升35%，且肝臟氧化應激顯著降低。

圖注：ATN-224治療使ALDH1A1水平提升，蛋白表達顯著增加

由此看來，銅螯合治療不僅能幫助我們調節(jié)銅的穩(wěn)態(tài)，還能增加“有益酶”ALDH1A1的水平，從而減少額外Cu(I)引起的氧化應激損傷，避免肝臟提前衰老

據派派查探，ATN-224目前正處于臨床試驗階段。在等待它真正落地的同時，這里也給大家整理了一些其他改善策略：

高銅風險人群，注意減少體內銅

除了年齡增長可能導致體內活性銅的增加外，現(xiàn)實生活中還有許多其他因素可能導致某些人群出現(xiàn)銅水平過量的情況。一旦獲悉自己有高銅風險了，我們可以這么做：

鋅劑治療。鋅可以抑制銅的吸收。在銅代謝紊亂的治療中，鋅劑常被用作輔助治療手段，幫助減少體內銅的積累。

圖注：鋅可以抑制銅的吸收（左）；牡蠣香是真的，高含銅量也是真的（右）

此外，避免高銅食物（如牡蠣、貝類、堅果、巧克力、肝臟等）、使用不含銅的烹飪器具或避免飲用含銅的水（如銅制管道中的水），這些小行動也能幫助我們潛移默化地減輕肝臟中銅的積累。

日常加強，細胞抗氧化能力

許多抗氧化補劑能增強細胞的抗氧化能力，如輔酶Q10、α-硫辛酸、谷胱甘肽前體（如N-乙酰半胱氨酸，NAC）等，這些補劑已被證明能減輕氧化應激水平。對特定jb患者，健康人，以及那些希望通過補充抗氧化劑來預防氧化應激相關jb或延緩衰老的人群尤為適宜。

圖注：Q10也可能包含在我們的飲食中

當然，還可以攝入一些富含維生素C、維生素E、硒等抗氧化劑的食物，如柑橘類水果、堅果和綠葉蔬菜等。這些抗氧化劑食物也可以幫助中和活性氧，減輕機體氧化應激水平。

根據需要，進行銅水平檢測

需要強調的是，作為人體必需微量元素，銅的過量或不足都可能引起健康麻煩。補充銅還是控制攝入，關鍵在于身體的實際需求。

圖注：定期檢測，健不健康早預防

定期檢測能有效監(jiān)測血清和肝臟中的銅水平、銅藍蛋白水平，以及氧化應激標志物（如丙二醛、8-羥基脫氧鳥苷等）水平，從而及時發(fā)現(xiàn)銅穩(wěn)態(tài)失調的跡象。

因人體具有較為完善的銅代謝調節(jié)機制，健康個體銅過量或不足的情況其實很少發(fā)生。但對有銅代謝jb家族史、老年人或已出現(xiàn)相關癥狀的人群來說，這些檢測就顯得比較重要了。

已有大量研究表明，肝臟衰老，會導致全身器官都跟著擺爛，就像多米諾骨牌一樣，一肝衰而全身哀。本研究從銅元素的角度，倒是給了我們一個改善肝臟健康，延緩衰老的新思路——調節(jié)銅穩(wěn)態(tài)

如果把肝臟健康事業(yè)比作一座大山，調節(jié)銅穩(wěn)態(tài)的策略無疑是新開辟的光明小徑，到達山頂的路雖然艱辛，但每一步都充滿了希望。說不定這條小徑能引領我們突破傳統(tǒng)治療的局限，為肝臟健康開辟新的天地！

—— TIMEPIE ——

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參考文獻