生态环境中心宋杨团队: 揭示CuO纳米材料释放铜离子对机体损伤机制

文摘   2024-08-20 09:00   北京  

研究背景

氧化铜纳米材料 (CuO NPs) 在医药、食品等领域的广泛使用增加了相关从业者和消费者与其接触的风险。因此,研究 CuO NPs 的毒性机制至关重要。但是,过往 CuO NPs 的毒性研究主要集中在芬顿反应诱发的细胞死亡机制,忽略了 CuO NPs 释放的铜离子对机体的损伤。
有研究发现胞内铜离子过载会导致线粒体内脂酰化蛋白的聚集和 Fe-S 簇蛋白的丢失最终导致细胞死亡,这一过程被称为铜死亡 (Cuproptosis)。但是铜死亡与其他细胞程序性死亡之间的关系还不明确。

论文简介

近日,环境化学与生态毒理学国家重点实验室宋杨研究员带领团队结合体外和体内实验证明了铜死亡和铁死亡参与了 CuO NPs 的肝毒性,同时揭示了铜死亡与铁死亡之间可能存在的联系机制。

  • Figure 1. CuO NPs 通过铜死亡阻碍线粒体膜脂质合成诱发铁死亡机理图

该工作发现 CuO NPs 被 RAW 2647 细胞内化后释放的铜离子会导致 Lip-DLAT 蛋白寡聚诱发铜死亡。铜死亡的发生会抑制线粒体膜脂质合成蛋白的表达,阻碍脂肪酸合成,进而导致线粒体膜破损。线粒体受损又会促进线粒体 ROS 进入胞内环境从而破坏胞内氧化还原稳态,最终诱发铁死亡。体内实验结果表明,铜死亡和铁死亡参与了 CuO NPs 损伤肝脏。

该成果以“Copper oxide nanoparticles induce cuproptosis and ferroptosis through mitochondrial concatenation”(《CuO NPs 通过铜死亡阻碍线粒体膜脂质合成诱发铁死亡》)为题,发表在英国皇家化学会期刊 Environmental Science: Nano 上,并入选为 hot article

论文信息

  • Copper oxide nanoparticles induce cuproptosis and ferroptosis through mitochondrial concatenation

    Muran Jiang, Xiaoqi Tao, Yingxin Pang, Zongmin Qin, Erqun Song and Yang Song* 宋杨,环境化学与生态毒理学国家重点实验室)

    Environ. Sci.: Nano, 2024
    https://doi.org/10.1039/D4EN00455H

作者简介

姜穆然 硕士研究生

西南大学/中国科学院生态环境研究中心

本文第一作者,西南大学硕士研究生,中国科学院生态环境研究中心联合培养。导师陶晓奇教授,主要研究方向为环境纳米材料的毒性效应机制研究。






宋杨 研究员
中国科学院生态环境研究中心
本文通讯作者,博士生导师,中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室研究员。入选中科院“百人计划”、基金委优秀青年基金、教育部新世纪优秀人才支持计划、中国科学院青年联合会“寻找青年科学之星”、中国毒理学会优秀青年科技奖等。担任中国环境诱变剂学会活性氧生物学效应专业委员会青年主任委员、中国环境科学学会环境化学分会委员、中国毒理学会青年委员会委员、中国毒理学会表观遗传专委会常务委员、中国环境诱变剂学会环境表观遗传专委会常务委员;担任《Chem Res Toxicol》、《J Environ Sci》、《环境化学》等期刊编委。主要从事环境纳米材料和持久性有机污染物的毒性效应机制研究。在 Nat Nanotech、PNAS、Nat Commun、EHP、ES&T、ES&T Lett Env Sci Nano 等发表论文 170 多篇。

相关期刊

Nano aspects of environmental science and sustainability

rsc.li/es-nano

Environ. Sci.: Nano

2-年影响因子*5.8
5-年影响因子*6.7
JCR 分区*Q1 化学-多学科
Q1 环境科学
Q2 纳米科学&技术
CiteScore 分12.2
中位一审周期44 


Environmental Science: Nano 全面报道具有环境用途的工程纳米材料的设计和应用研究,以及人工与天然纳米材料在生物和环境体系中的相互作用。发文范围包括但不限于:纳米材料在水、空气、土壤、食物和能源可持续性等领域的新应用;纳米材料在生物系统中的相互作用以及纳米毒理学研究;纳米尺度材料的环境宿命、反应性和转化;环境中的纳米尺度过程;可持续性纳米技术,包括纳米材料的合理设计、生命周期评价、风险/效益分析等。

Editor-in-Chief
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Associate editors
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    🇵🇹 阿威罗大学

  • Antonia Praetorius
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  • Kevin James Wilkinson
    🇨🇦 蒙特利尔大学

  • Tong Zhang (张彤)
    🇨🇳 南开大学

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  • John Fortner
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  • Leanne Gilbertson
    🇺🇸 匹兹堡大学

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  • Wendel Wohlleben
    🇩🇪 巴斯夫

  • Bintian Zhang (张斌田)
    🇨🇳 南方科技大学

  • Ines Zucker
    🇮🇱 特拉维夫大学

* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)

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