在肿瘤细胞的 “生存游戏” 里，铜元素扮演着十分关键的角色，适量的铜能助力肿瘤生长，可过量的铜却会引发一种名为铜死亡（cuproptosis）的细胞程序性死亡。这本是对抗肿瘤的有力 “武器”，然而，铜死亡在 LUAD 中究竟有着怎样的作用，长期以来却如同迷雾，让科研人员难以看清。为了揭开这层神秘面纱，来自江苏省人民医院和南京医科大学第一附属医院等机构的研究人员踏上了探索之旅。
研究人员通过一系列实验，得出了令人瞩目的结论。他们发现，LUAD 肿瘤组织中的铜含量明显高于正常组织，而且铜含量与肿瘤的病理分级呈正相关，不过在晚期 LUAD 中，铜死亡却并未显著诱导，这背后似乎隐藏着未知的调控机制。进一步研究发现，XBP1s 这个关键因子，在抵抗铜离子载体介导的细胞死亡中发挥着重要作用，它能够通过形成超增强子（SEs）来调控 MGRN1 的转录，促进 LIPT1 的泛素化和降解，进而抑制铜死亡。此外，研究还表明，XBP1s 可以介导代谢重编程，使肿瘤细胞的糖酵解增强，有氧呼吸受到抑制。更为重要的是，研究证实了铜离子载体与针对 XBP1s 相关 SEs 的策略联合使用，具有治疗 LUAD 的潜力，同时 XBP1s 有望成为预测 LUAD 对铜基疗法反应的生物标志物。这一研究成果发表在《Cell Death and Disease》上，为 LUAD 的治疗开辟了全新的道路。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。在样本方面，收集了 LUAD 患者的组织样本，包括组织微阵列和新鲜组织样本 。在检测分析技术上，使用了单细胞测序技术来分析细胞的异质性和基因表达情况；采用铜比色法和细胞内铜探针染色来检测铜含量；运用蛋白质组学技术（4D-DIA）分析蛋白质表达变化；还通过染色体构象捕获（3C）实验探究染色质的相互作用。
下面详细看看研究结果：
- LUAD 进展与铜积累相伴：研究人员对 30 例 LUAD 患者的手术标本进行铜含量检测，发现肿瘤组织中的铜浓度显著高于正常组织。对 LUAD 细胞系的共聚焦成像也显示，其摄取的铜比正常肺上皮细胞更多。而且，肿瘤组织的分化程度越差，铜含量越高，铜含量还与细胞增殖标记物 Ki-67 的表达呈正相关。不过，在高等级肿瘤组织中，虽然铜含量升高，但铜死亡相关基因 FDX1 的表达却显著降低，DLAT 表达差异无统计学意义23。
- XBP1s 拯救 LUAD 细胞免受铜离子载体诱导的死亡：通过对低等级和高等级 LUAD 标本的单细胞测序分析，研究人员发现高等级组中与糖酵解、蛋白酶体以及细胞应激反应相关的通路显著富集，进而推测内质网应激（ER）可能与铜死亡存在联系。实验表明，铜离子载体 elesclomol（ES）处理后，XBP1s 表达显著增加。过表达 XBP1s 能够提高细胞活力，减少 ES 对细胞增殖的抑制作用，在动物模型中也证实其可抑制 ES 诱导的铜死亡45。
- XBP1s 发生相分离并形成超增强子：XBP1s 蛋白含有内在无序区域（IDR），能够在体外和体内发生液 - 液相分离（LLPS），形成具有液体特性的凝聚物。免疫染色分析发现，XBP1s 与超增强子的生物标志物 P300、MED1、BRD4 和 CDK9 共定位，表明 XBP1s 倾向于形成超增强子，激活靶基因的转录67。
- XBP1s 促进 SEs 簇形成以驱动 MGRN1 转录：在不同铜应激条件下进行 CUT&Tag-seq 分析，发现高铜浓度时 XBP1s 富集在与泛素介导的蛋白水解相关的基因上，其中 MGRN1 编码的 E3 泛素 - 蛋白连接酶与 XBP1s 的过表达平行增加。通过多种实验证实，铜积累可激活 MGRN1 的转录，XBP1s 依赖的超增强子能够调控 MGRN1 的转录89。
- MGRN1 促进 LIPT1 的 K48 连接的泛素化：4D-DIA 蛋白质组学分析显示，XBP1s 过表达会使 LIPT1 含量显著降低。进一步研究发现，XBP1s 通过 MGRN1 促进 LIPT1 的泛素化和降解，且这种泛素化主要是 K48 连接的，从而抑制铜死亡1011。
- LIPT1 缺失增强糖酵解代谢：LIPT1 的缺失会抑制三羧酸循环（TCA cycle），促使肿瘤细胞增强糖酵解以获取能量。实验结果表明，过表达 LIPT1 会降低细胞培养介质中 L - 乳酸和丙酮酸的水平，减少糖酵解；而过表达 XBP1s 则产生相反的效果，增强糖酵解，抑制有氧呼吸1213。
- XBP1s 通过 MGRN1 下调 LIPT1 抑制体内铜死亡：在小鼠异种移植模型中，过表达 XBP1s 的肿瘤生长更快，而敲低 MGRN1 则会削弱肿瘤对铜诱导细胞死亡的抵抗。同时使用 ES 和超增强子抑制剂 JQ1，可显著减缓肿瘤生长，降低肿瘤体积，这为联合治疗 LUAD 提供了新的思路1415。
在讨论部分，研究人员指出，铜稳态在肿瘤生长中起着重要作用，铜离子载体和铜螯合剂都具有治疗癌症的潜力。他们的研究揭示了 XBP1s 在 LUAD 铜死亡中的关键作用，为 LUAD 的治疗提供了新的靶点和策略。然而，研究也存在一些局限性，比如仅使用了一种铜离子载体，小鼠模型不能完全模拟人类肿瘤的复杂性等。但这一研究成果依旧意义重大，它为后续更深入的研究奠定了基础，有望推动 LUAD 个性化治疗的发展，让我们在攻克肺癌的道路上又迈出了坚实的一步。
