综述：骨科疾病中铜稳态与铜死亡（cuproptosis）的研究进展

《Cell Death Discovery》：Research advances of copper homeostasis and cuproptosis in orthopedic diseases

摘要

铜是一种重要的微量元素，在人体生理功能中起着重要作用。然而，铜的异常积累会触发一种称为铜死亡（cuproptosis）的程序性细胞死亡机制，这对许多骨科疾病（如骨关节炎（OA）、类风湿性关节炎（RA）、骨肉瘤（OS）和骨质疏松症（OP）具有显著的病理影响。铜死亡不仅通过氧化应激机制损害细胞膜、蛋白质和DNA，还会通过破坏线粒体功能引发细胞凋亡，从而进一步加剧骨骼和软骨组织的结构损伤。与铜死亡相关的基因（CRGs）在调节这些病理过程中表现出独特的生物学功能，因此成为潜在的诊断标志物和治疗靶点。在这方面，我们提出了一种创新的治疗方法，该方法利用水凝胶缓释技术来负载天然抗氧化剂。其目的是通过改善药物递送方式实现多维度的靶向铜死亡。此外，鼠尾草提取物、肉桂和益生菌等天然物质已显示出强大的抗氧化和抗炎作用，为未来的治疗策略奠定了基础。这些策略面临的一个关键挑战是精确调节铜的水平，以在病理细胞（例如骨肉瘤或过度活跃的破骨细胞）中诱导铜死亡，同时保持铜在正常骨骼和软骨重塑中的关键生理功能。外泌体miRNA为通过调节铜稳态及相关信号通路干预铜引起的病理提供了新的途径。未来的研究将重点优化这些天然药物的联合应用，探索不同铜螯合剂的潜力，并设计创新的生物材料，以实现更好的铜死亡控制，并在骨科疾病的治疗方面取得突破性进展。