放疗诱导铜死亡并与铜死亡诱导剂协同作用克服肿瘤的辐射抵抗

小五

来源:觅健 2025-04-27 09:18:43

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关键词：放疗

陈子涵

新颖医聊

2025年04月21日 07:47

吉林

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原文出处Lei G, Sun M, Cheng J, et al. Radiotherapy promotes cuproptosis and synergizes with cuproptosis inducers to overcome tumor radioresistance. Cancer Cell. Published online April 7, 2025. doi:10.1016/j.ccell.2025.03.031研究背景放射治疗（RT）是多种癌症治疗的基石疗法。RT可诱导DNA双链断裂，并产生自由基，从而破坏脂质和蛋白质等其他生物大分子。这种多方面的攻击会导致细胞周期停滞、细胞衰老、有丝分裂灾难以及不同形式的调节性细胞死亡（RCD），对RT在癌症治疗中的肿瘤抑制作用做出了重要贡献。尽管RT具有较高的治疗效果，但由于辐射抵抗的存在，其在所有类型肿瘤中的治疗效果并不一致。辐射抵抗的核心机制是RCD的抑制。因此，深入解析RT激活的RCD信号通路，有望为克服肿瘤辐射抵抗提供关键科学依据。尽管早期研究主要集中于RT诱导的细胞凋亡，但包括作者在内的最新研究表明，RT同样可以诱导癌细胞发生铁死亡——一种由过度脂质过氧化驱动的RCD形式。这些研究结果提示，RT可能通过激活其他代谢性细胞死亡通路发挥作用，其中铜死亡——一种由铜过载引起的新型RCD形式——尤其值得关注。铜死亡的核心分子机制聚焦于蛋白质硫辛酰化，这是一种特异性发生于少数线粒体代谢酶上的翻译后修饰过程，如二氢硫辛酰胺S-乙酰基转移酶（DLAT）和二氢硫辛酰胺S-琥珀酰基转移酶（DLST)。该修饰过程由线粒体酶类催化完成，主要包括铁氧还蛋白1（ferredoxin 1, FDX1）和硫辛酸合成酶（lipoic acid synthetase, LIAS）。当细胞内铜离子过量累积，FDX1在其中发挥关键作用，它可将线粒体内的二价铜（Cu2 ）还原为毒性更强的一价铜（Cu ）。随后，Cu 与硫辛酰化的蛋白结合，引发蛋白质寡聚化并导致铁硫簇（Fe-S）蛋白流失，引发蛋白毒性应激，最终触发铜死亡。因此，无论是通过基因敲除FDX1、LIAS等蛋白硫辛酰化调控因子，还是通过耗竭其底物（如DLAT）阻断蛋白硫辛酰化过程，都能使癌细胞对铜死亡产生抗性。值得注意的是，在铜死亡发生过程中，铁硫簇蛋白FDX1和LIAS，以及蛋白质硫辛酰化水平均显著降低。然而，这种消耗是铜死亡的结果，而非其诱因（事实上，它们的减少通常被认为具有相反的作用，即促进细胞对铜死亡产生抵抗性）。在细胞系研究中，FDX1、LIAS或硫辛酰化蛋白的减少通常被用作评估诱导铜死亡治疗效果的标志物。然而，在体内研究或患者样本分析中，将它们用作铜死亡标志物的应用仍有待深入探索。在细胞系中诱导铜死亡的策略包括向细胞补充铜离子和使用铜离子载体将铜转运到细胞内。然而，在体内诱导肿瘤发生铜死亡的方法尚处于探索阶段，仍需进一步研究和发展。此外，铜死亡在肿瘤抑制和癌症治疗中的潜在作用尚未被充分揭示，仍有待深入研究。在本研究中，作者确定了铜死亡在放疗诱导的细胞死亡中的重要作用，并发现铜死亡逃逸是驱动癌细胞产生辐射抵抗的一个关键机制。此外，作者的临床前模型表明，靶向铜死亡可能是克服癌症辐射抵抗的一种有前景的策略。研究结果结果一、放射治疗可诱导癌细胞发生铜死亡铜死亡在RT中的作用仍不清楚。作者观察到，癌细胞在接受RT后，细胞内铜离子水平呈剂量依赖性升高（图1A），这表明RT与铜死亡之间可能存在关联。电感耦合等离子质谱（ICP-MS）分析进一步证实，RT可导致癌细胞内铜浓度升高（图1B）。铜死亡的一个显著特征是，尽管FDX1和LIAS在这一过程中起着关键作用，但在铜死亡期间，FDX1和LIAS的蛋白水平以及蛋白硫辛酰化水平会显著降低；这种降低可能是因为FDX1和LIAS本身是Fe-S簇蛋白，在铜死亡过程中易被消耗。与此一致的是，作者发现RT与伊利司莫治疗类似，会降低FDX1和LIAS的水平以及DLAT的硫辛酰化形式的水平（图1C）。铜死亡的另一个特征是硫辛酰化蛋白会发生铜依赖性聚集。同样，RT也会导致硫辛酰化DLAT的寡聚化增加（图1D）。进一步研究发现，RT并未改变FDX1的mRNA水平，而铜螯合剂四硫代钼酸盐（TTM）可消除RT诱导的FDX1蛋白耗竭。这表明，RT诱导的铜离子含量升高导致了Fe-S簇蛋白FDX1的耗竭。为探究铜死亡在RT诱导的细胞死亡反应中的潜在作用，作者评估了铜螯合剂TTM（作为铜死亡抑制剂）以及其他细胞死亡抑制剂对RT处理细胞克隆形成存活能力的影响。TTM处理部分逆转了RT导致的克隆形成存活能力下降；这种恢复效果与铁死亡抑制剂ferrostatin-1或凋亡抑制剂Z-VAD-fmk相当，甚至更好（图1E）。总体而言，这些结果有力地表明，铜死亡是RT诱导的细胞死亡反应的一个重要组成部分。为进一步探究铜死亡在调节放射敏感性中的作用，作者利用CRISPR-Cas9技术在多种癌细胞系中构建了FDX1或LIAS基因敲除（KO）细胞。作者证实，FDX1或LIAS缺失使这些细胞对铜与铜离子载体伊利司莫联合诱导的铜死亡产生抗性；值得注意的是，与LIAS敲除细胞相比，FDX1敲除细胞始终对铜死亡表现出更强的抗性，这可能是因为FDX1在铜死亡中发挥双重作用，既调节蛋白质硫辛酰化，又调节铜的还原，而LIAS仅调控蛋白质硫辛酰化。在这些细胞系中，FDX1或LIAS缺陷显著提高了RT后的细胞克隆形成存活能力，其中FDX1缺失通常比LIAS缺失导致更强的辐射抵抗（图1F-1H）。在经铜螯合剂处理的细胞中，敲除FDX1或LIAS不会进一步增强辐射抵抗（图1H），这表明FDX1或LIAS缺陷主要通过抑制铜死亡来赋予细胞辐射抵抗。将FDX1重新导入FDX1敲除细胞可使细胞重新对RT敏感（图1I、1J）。在这些细胞系中敲除FDX1或LIAS不会影响基础细胞活力或细胞克隆形成存活能力，野生型细胞与FDX1（或LIAS）敲除细胞之间的差异仅在使用铜死亡诱导剂处理或RT时才变得明显。作者还在团队先前的分析中评估了RT诱导的细胞死亡。在FLO-1和OE33细胞中，用铜死亡抑制剂TTM处理（图1K）或FDX1缺陷（图1L）可至少部分缓解RT诱导的细胞死亡。综上所述，这些数据表明铜死亡在RT诱导的细胞死亡中起着关键作用，并显示抑制铜死亡会使癌细胞产生辐射抵抗。结果二、铜死亡抑制独立于其他细胞死亡途径促进辐射抵抗为了探究在RT背景下铜死亡与其他细胞死亡方式的潜在重叠情况，作者接下来研究了各种细胞死亡抑制剂联合使用对RT后克隆形成存活能力恢复的影响。作者的研究结果显示，即使与其他细胞死亡抑制剂（包括凋亡抑制剂Z-VAD-fmk、铁死亡抑制剂ferrostatin-1和坏死性凋亡抑制剂Nec-1s）单独或联合使用时，TTM仍能至少部分恢复克隆形成存活能力（图1M）。这些数据表明，铜死亡抑制剂在RT后恢复克隆形成存活能力的作用独立于其他细胞死亡途径。作者进一步研究了FDX1敲除是否与铜死亡抑制剂处理类似，仍能使接受各种细胞死亡抑制剂处理的细胞呈现辐射抵抗表型。作者的结果显示，在接受RT时，FDX1缺失在使用Z-VAD-fmk、ferrostatin-1或Nec-1s处理的情况下仍能恢复克隆形成存活能力，但在使用TTM处理时则不能（图1H、1N）。此外，作者研究了Bcl-2过表达导致的细胞凋亡失活是否会影响由铜死亡抑制引起的辐射抵抗表型。正如预期的那样，作者证实Bcl-2过表达使FLO-1或OE33细胞对星形孢菌素处理产生抗性。然而，Bcl-2过表达并未改变铜死亡抑制剂TTM处理或FDX1缺失所产生的促进辐射抵抗的作用，也未改变RT诱导的细胞死亡情况（图1O-1S）。已知RT可诱导细胞凋亡和铁死亡。因此，作者评估了铜死亡调节剂对RT诱导的半胱天冬酶-3（caspase-3）裂解和脂质过氧化的影响，这两者分别是细胞凋亡和铁死亡的标志物。作者的研究结果显示，在FLO-1和OE33细胞中，使用铜死亡抑制剂BCS或TTM进行处理、过表达铜转运蛋白1（CTR1）或敲除FDX1，无论是在基础条件下还是RT条件下，均不影响裂解的caspase-3水平（图1T）。同样，TTM处理（图1U）或FDX1敲除（图1V）均未改变RT诱导的脂质过氧化；相反，铁螯合剂去铁胺和ferrostatin-1能有效抑制RT诱导的脂质过氧化。这些结果表明，RT诱导的caspase-3裂解或脂质过氧化不受铜死亡调节剂的影响。总体而言，作者的数据有力地表明，由铜死亡抑制导致的辐射抵抗表型与其他细胞死亡途径（如凋亡和铁死亡）无关。图1结果三、放射治疗可诱导肿瘤发生铜死亡为了确定铜死亡在体内RT诱导的肿瘤抑制中的作用，作者对荷有对照或FDX1敲除异种移植肿瘤的小鼠进行了照射。虽然在正常条件下，FDX1缺失对肿瘤生长没有显著影响，但它在RT后部分恢复了肿瘤生长（图2A、2B）。这一发现表明，抑制铜死亡有助于肿瘤产生辐射抵抗。免疫组织化学（IHC）分析显示，FDX1缺失显著降低了硫辛酰化蛋白的基础水平（图2C、2D）。在对照肿瘤中，RT降低了蛋白硫辛酰化和FDX1水平，这与体外观察结果一致；然而，在FDX1敲除肿瘤中，这种降低被消除了（图2C、2D）。FDX1缺陷并未改变RT诱导的凋亡标志物——裂解的caspase-3、铁死亡标志物——4-羟基壬烯醛（4-HNE）或DNA损伤标志物磷酸化组蛋白——H2AX的水平（图2C、2D），这表明FDX1缺失介导的铜死亡抑制独立于DNA损伤反应、凋亡或铁死亡，从而导致辐射抵抗。为探究铜死亡与患者肿瘤RT的临床相关性，作者分析了放疗/未放疗患者来源异种移植（PDX）模型肿瘤组织中蛋白质硫辛酰化水平和FDX1水平，以及接受放疗的患者肿瘤样本中上述生物标志物的变化。作者观察到，RT导致PDX肿瘤（图2E-2H）和患者肿瘤样本（图2I）中的蛋白质硫辛酰化水平和FDX1水平均有不同程度的降低。在患者样本中，与无反应者的肿瘤相比，RT似乎能在良好反应者肿瘤中更显著地降低硫辛酰化蛋白质的水平（图2J）。总体而言，这些结果揭示了铜死亡在RT介导的肿瘤抑制中发挥的重要作用，并为RT诱导患者肿瘤发生铜死亡提供了有力证据。图2结果四、CTR1上调和线粒体谷胱甘肽耗竭有助于RT介导的铜死亡为阐明RT诱导铜死亡的机制，作者对未处理和经RT处理的FLO-1细胞进行了RNA测序（RNA-seq）分析，并着重识别参与铜死亡和铜代谢的差异调控基因。作者的研究结果显示，RT可显著上调铜转运蛋白1（CTR1，也称为SLC31A1，其可促进铜进入细胞）的表达（图3A）。作者在癌细胞（图3B、3C）和PDX（图3D）中均证实了RT可诱导CTR1表达。CTR1过表达会增加细胞内铜离子水平，并使细胞对铜死亡和RT敏感（图3E-3G）。出乎意料的是，CTR1缺失既不会降低铜离子水平，也不影响铜死亡或放射敏感性。二价金属转运蛋白1（DMT1）可通过促进铜转运来弥补CTR1缺失的影响。在CTR1缺失时，DMT1水平上调。值得注意的是，只有CTR1和DMT1同时缺失时，才能降低RT诱导的铜离子积累、铜死亡和放射敏感性（图3H、3I）。这些结果表明，RT至少在一定程度上通过上调CTR1和增强铜摄取来促进铜死亡。为了研究RT如何上调CTR1的表达，作者整合了美国国立人类基因组研究所（ENCODE）的染色质免疫沉淀（ChIP）结合高通量测序（ChIP-seq）数据以及作者的RNA测序（RNA-seq）数据，以鉴定与CTR1启动子结合且受RT影响而发生改变的转录因子。该分析确定了三个候选转录因子：ETS1、JUN和FOS。来自食管癌的癌症基因组图谱（TCGA）数据显示，CTR1与ETS1之间存在显著相关性（但与JUN或FOS无显著相关性）。在肺癌、乳腺癌和结直肠癌中也观察到了这种ETS1-CTR1相关性，而在这些癌症中RT是标准治疗手段。一致的是，在对照细胞中，RT上调了ETS1和CTR1的表达，而ETS1基因敲除降低了基础CTR1水平，并消除了RT诱导的CTR1表达。ChIP实验证实了ETS1与CTR1启动子结合，这表明CTR1是ETS的转录靶点。这些数据表明，RT主要通过ETS1上调CTR1的表达。在补充铜的情况下，CTR1过表达会增加铜死亡敏感性；但尽管其会提高细胞内铜含量，单独的CTR1过表达并不会引发显著的铜死亡（图3E、3F）。作者假设RT会产生额外的效应，这些效应与CTR1介导的铜摄取共同促进铜死亡。鉴于铜死亡是由线粒体铜积累驱动的，作者研究了RT诱导的线粒体变化。众所周知，RT会降低谷胱甘肽（GSH）水平，GSH是一种铜螯合剂，其在线粒体中的消耗量大于胞质。同样，RT降低了OE33细胞和FLO-1细胞的细胞内GSH水平，其中线粒体的影响更大（图3J）。4 Gy的RT和CTR1过表达均会增加细胞内铜离子含量（图1A、3F），但RT能更有效地提高线粒体铜离子含量（图3K）。将CTR1过表达与L -丁硫氨酸亚砜亚胺（BSO）介导的GSH耗竭相结合，可使线粒体铜离子含量升高至与RT相当或更高的水平（图3K）。这种联合作用还显著降低了细胞活力，而铜死亡抑制剂TTM可挽救这一效应（图3L），这表明CTR1过表达和GSH耗竭是放疗诱导的触发铜死亡的关键事件。为了特异性消耗线粒体GSH，作者在OE33和FLO-1细胞中敲除了线粒体GSH转运蛋白SLC25A39。这种敲除降低了线粒体GSH水平。虽然单独过表达CTR1或敲除SLC25A39对提高线粒体铜离子含量仅有轻微至中度的影响，但二者联合则显著提高了线粒体铜离子含量（图3M、3N）并降低了细胞活力，而TTM可挽救这一现象（图3O）。相反，过表达SLC25A39可提高线粒体GSH水平，减少RT诱导的线粒体铜积累，并增强辐射抵抗。总体而言，作者的数据支持一个模型，在该模型中，CTR1诱导和线粒体GSH耗竭共同促成了RT提高线粒体铜离子含量并引发铜死亡的能力（图3P）。图3结果五、MT1E/X介导的铜死亡防御赋予辐射抵抗上述结果表明，铜死亡调节异常会导致癌症辐射抵抗。为探究其机制，作者通过持续照射亲代细胞建立了辐射抵抗细胞。作者发现，与亲代细胞相比，在辐射抵抗细胞中，铜螯合剂在RT后恢复克隆形成存活能力的作用消失了，这表明辐射抵抗细胞中RT诱导的铜死亡受到了损害。RNA-seq显示，辐射抵抗细胞中铜相关通路显著富集。对47名接受放化疗的食管癌患者（20名有反应者和27名无反应者；图4A）进行单细胞RNA测序（scRNA-seq），结果显示无反应者的铜代谢通路富集情况相似，这进一步证实了铜代谢、铜死亡与辐射抵抗之间的关联。通过整合细胞系和患者的RNA测序数据，作者确定了18个在辐射抵抗细胞和无反应者中均持续上调的基因，其中包括金属硫蛋白1E（MT1E）和关键的铜螯合蛋白MT1X（图4A）。IHC证实，无反应者的MT1E/X水平更高（图4B、4C）。辐射抵抗细胞也表现出MT1E/X表达增加。通过单链导向RNA（sgRNA）将MT1E或MT1X水平降低至与亲代细胞相似的水平，可使这些辐射抵抗细胞重新对RT敏感，其中敲低MT1E的效果更强（图4D、4E）。铜螯合作用部分挽救了亲代和MT1E/X敲低的辐射抵抗细胞的克隆形成存活能力（图4F）。敲除MT1E/X还增强了RT诱导的细胞死亡，敲低MT1E的影响更大（图4G）。这些结果表明MT1E/X在铜死亡相关的辐射抵抗中发挥作用。MT1E/X通过结合并隔离铜离子来调节细胞内铜稳态。与亲代细胞相比，辐射抵抗细胞在接受RT后铜离子含量降低（图4H），蛋白质硫辛酰化水平以及Fe-S簇蛋白FDX1和LIAS水平升高（图4I），这可能是由于铜的可利用性降低所致。在辐射抵抗细胞中敲除MT1E或MT1X可恢复细胞内铜离子含量，并降低蛋白质硫辛酰化水平和Fe-S簇蛋白水平（图4H、4I）。RT诱导的硫辛酰化DLAT寡聚化在辐射抵抗细胞中不存在，但在敲除MT1E或MT1X后得以恢复（图4J），这进一步证实了MT1E/X在辐射抵抗细胞中抑制铜死亡的作用。接下来，作者将研究扩展至体内模型，重点关注MT1E基因敲除肿瘤，因为与MT1X缺陷相比，MT1E缺失表现出更显著的放射增敏效应（图4E）。敲除MT1E可显著使辐射抵抗肿瘤对RT敏感（图4K）。与辐射抵抗亲本肿瘤不同，MT1E KO肿瘤显示出RT诱导的FDX1水平降低和蛋白质硫辛酰化水平下降，但在对照或RT条件下，裂解的caspase-3或磷酸化组蛋白H2AX等其他标志物均无变化（图4L-4N）。这些结果表明，MT1E至少部分通过抑制铜死亡赋予肿瘤辐射抵抗性。图4结果六、BACH1下调促进辐射抵抗细胞中MT1E/X的诱导表达接下来，作者试图揭示驱动辐射抵抗细胞中MT1E和MT1X上调的机制。利用ENCODE ChIP-seq数据库，作者鉴定出59种转录因子和表观遗传调控因子在MT1E启动子处有结合峰，85种在MT1X启动子处有结合峰。根据患者scRNA-seq数据中的差异表达对候选因子进行优先级排序后，作者确定BTB和CNC同源物1（BACH1）为排名最高的转录因子，也是唯一p值小于0.01的转录因子。与有反应的肿瘤和亲本细胞相比，无反应肿瘤和辐射抵抗细胞中BACH1表达下调（图5A-5C）。在辐射抵抗细胞中恢复BACH1表达可抑制MT1E或MT1X的上调，并部分逆转辐射抵抗性（图5D、5E）。对来自ENCODE数据库的BACH1的ChIP-seq数据集进行分析，并随后进行ChIP实验，结果显示BACH1与MT1E或MT1X启动子结合，表明它们是BACH1的直接转录靶标（图5F、5G）。已知BACH1可通过与靶基因启动子区域内的抗氧化反应元件竞争性结合来拮抗核因子E2相关因子2（NRF2），从而抑制其表达。敲除NRF2后，MT1E和MT1X的表达水平降至与恢复BACH1表达时相似的水平，并且在NRF2敲除的细胞中，BACH1介导的MT1E/X抑制作用不太明显（图5H-5J），这表明BACH1部分通过与NRF2竞争来抑制MT1E/X。一致的是，恢复BACH1表达或敲除NRF2可减轻辐射抵抗（图5K）。ChIP实验显示，与亲代细胞相比，辐射抵抗细胞中BACH1在MT1E/X启动子上的结合减少，而BACH1过表达或NRF2耗竭可恢复这种结合（图5L）。相反，辐射抵抗细胞中NRF2在MT1E/X启动子上的结合增加，而BACH1恢复表达或NRF2耗竭可逆转这一现象。总体而言，作者的研究结果表明，辐射抵抗细胞中BACH1的下调可减轻其对MT1E和MT1X的转录抑制作用，导致这两者表达上调，并促使细胞产生辐射抵抗。图5结果七、铜死亡诱导剂与放射治疗协同作用，克服癌细胞的辐射抵抗作者上述研究结果显示，辐射抵抗细胞呈现出细胞内铜离子含量降低，以及硫辛酰化蛋白和Fe-S簇蛋白FDX1和LIAS水平升高的特征（图4H、4I），这可能为铜离子载体诱导的铜死亡创造了有利环境。这促使作者探究铜离子载体（如伊利司莫和双硫仑）是否能够增强RT诱导的铜死亡并克服辐射抵抗。实际上，负载铜的伊利司莫或双硫仑在多种细胞系中显著提高了辐射抵抗细胞对RT的敏感性，Bliss分析证实了两者具有协同作用（图6A、6B）。负载铜的伊利司莫还增强了RT诱导的辐射抵抗细胞死亡（图6C）。与亲代细胞相比，辐射抵抗细胞在RT后铜离子含量降低，硫辛酰化蛋白和Fe-S簇蛋白水平升高，而负载铜的伊利司莫或双硫仑可逆转这些效应（图6D-6F）。此外，FDX1缺失消除了铜离子载体的放射增敏效应（图6G、6H）。为了确定细胞凋亡是否发挥作用，作者发现铜离子载体可使辐射抵抗细胞对RT敏感（图6A、6C），但不影响裂解的caspase-3水平。RT可增加亲代细胞中裂解的caspase-3水平，但对辐射抵抗细胞无此作用，这与细胞凋亡失活在促进辐射抵抗中的既定作用一致。此外，辐射抵抗细胞中Bcl-2过表达对铜离子载体或MT1E/X耗竭的放射增敏作用无影响；这些实验还表明，Bcl-2过表达对已具有辐射抵抗的细胞促进辐射抵抗的作用甚微，可能是因为此类细胞本身就可逃避细胞凋亡，部分是通过上调Bcl-2实现的。综上，研究结果表明铜离子载体通过增强放疗诱导的铜死亡（而非凋亡）使辐射抵抗细胞增敏。图6结果八、铜死亡诱导使辐射抵抗肿瘤对RT敏感为评估在体内诱导铜死亡以克服辐射抵抗的治疗潜力，作者使用辐射抵抗FLO-1异种移植模型进行了实验，并评估了涉及RT和负载葡萄糖酸铜的伊利司莫的联合治疗的疗效。虽然负载葡萄糖酸铜的伊利司莫适度抑制了肿瘤生长，但其与RT联合使用时显著抑制了辐射抵抗肿瘤的生长（图7A、7B）。值得注意的是，FDX1缺失增加了对该治疗的抗性，证实其疗效依赖于铜死亡的诱导（图7C、7D）。相反，Bcl-2过表达对负载铜的伊利司莫的放射增敏作用没有影响，这进一步表明该治疗主要增强了铜死亡，而非凋亡。为提高临床相关性，作者在同系移植和PDX模型中测试了这种联合疗法。具有辐射抵抗的393P小鼠肺肿瘤表现出Mt1（MT1E/X同源物）表达增加和Bach1表达降低，其对负载铜的伊利司莫有强烈反应，这种联合疗法几乎可根除肿瘤（图7E、7F）。同样，在MT1E/X高表达且BACH1低表达的PDX模型中，该治疗显著延长了动物的生存期（图7G、7H）。值得注意的是，这些治疗未在小鼠中引起任何显著毒性（包括血液毒性、肝毒性和肾毒性）或体重减轻。此外，主要器官的组织学分析未显示出不良变化。这些数据表明，该联合疗法在体内具有良好的耐受性。IHC分析显示，与亲本肿瘤（图2C、2D）不同，辐射抵抗肿瘤在单纯接受RT后，硫辛酰化蛋白或FDX1染色未出现显著下降（图7I-7K）。相反，用负载葡萄糖酸铜的伊利司莫治疗可适度降低蛋白硫辛酰化或FDX1染色，而联合治疗进一步增强了这一效果（图7I-7K）。负载葡萄糖酸铜的伊利司莫并未增强裂解的caspase-3、4-HNE或磷酸化组蛋白H2AX的染色（图7I-7K），这表明其放射增敏作用是通过特异性诱导铜死亡实现的。此外，FDX1敲除肿瘤在裂解的caspase-3、4-HNE和磷酸化组蛋白H2AX染色方面呈现出与对照肿瘤相似的染色模式（图7L、7M）。相比之下，FDX1敲除肿瘤中的蛋白质硫辛酰化水平显著降低，且联合治疗并未进一步降低该水平（图7I、7J、7L、7M）。这与联合治疗处理的FDX1敲除肿瘤中观察到的肿瘤抑制作用减弱相符（图7C、7D）。总体而言，这些来自不同临床前模型的结果强调了诱导铜死亡作为一种对抗辐射抵抗的治疗策略的潜力，并支持了FDX1在依赖铜死亡的放射增敏效应中的关键作用。图7 研究结论1. 放疗通过上调CTR1促进细胞内铜的积累，同时耗竭线粒体谷胱甘肽（GSH），导致线粒体铜水平显著升高，从而触发铜死亡。2. BACH1下调导致铜螯合蛋白MT1E/X上调，抑制铜死亡，促进辐射抵抗。3. 铜离子载体与放疗联合使用时，可以显著增强对肿瘤的抑制效果，克服肿瘤对辐射的抵抗性。4. 铜死亡过程中发生的Fe-S簇蛋白（如FDX1, LIAS）耗竭和蛋白质硫辛酰化水平降低，可以通过免疫组化在组织样本中检测到，具有临床转化潜力，为癌症治疗提供了新的策略。

校对：包雪莹

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