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(jīng)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(guān)系匪淺[1]！經(jīng)常糾結(jié)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(nèi)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(jīng)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(nèi)，銅大部分時間與銅藍蛋白（血漿中銅的主要結(jié)合蛋白）或其他酶結(jié)合，被運輸?shù)叫枰募?xì)胞中或作為酶的輔助因子，調(diào)節(jié)酶的活性，這些結(jié)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(xì)胞內(nèi)，還有一些能自由移動和參與化學(xué)反應(yīng)的銅，它們就是——活性銅
圖注：細(xì)胞內(nèi)銅由兩個不同的池組成：緊密結(jié)合的蛋白質(zhì)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(xì)胞內(nèi)，它們與多種生物分子（如蛋白質(zhì)、酶、DNA等）相互作用，共同維持著細(xì)胞的生理功能。然而，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)活性銅水平失衡時，它們便可能從維持細(xì)胞功能的“助手”轉(zhuǎn)變?yōu)橐l(fā)氧化應(yīng)激的“隱患”，進而加速細(xì)胞衰老。
以最容易產(chǎn)生活性氧（ROS）的Cu(I)來講，一方面，Cu(I)會通過芬頓反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基等活性氧，這些自由基會攻擊細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)和DNA，導(dǎo)致細(xì)胞損傷。
圖注：這里的芬頓反應(yīng)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(xì)胞原本委以重任的“抗氧化衛(wèi)士”——谷胱甘肽（GSH），肩負(fù)著結(jié)合Cu(I)的使命，以限制其活性并防止過量積累。但細(xì)胞內(nèi)的GSH畢竟有限，與過量的Cu(I)反應(yīng)使GSH嚴(yán)重?fù)p耗，細(xì)胞的抗氧化防線逐漸崩潰，進一步加劇了氧化應(yīng)激和細(xì)胞衰老。
除了GSH，細(xì)胞也利用銅轉(zhuǎn)運蛋白、金屬硫蛋白（能結(jié)合和釋放銅，緩沖活性銅的水平）等機制來嚴(yán)格調(diào)控銅的水平。但天有不測風(fēng)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(zhǔn)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(shù)（將光信號轉(zhuǎn)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(nèi)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(yīng)激和衰老相關(guān)的過程
圖注：用于檢測銅離子活性的銅活性探針LCP-PA結(jié)構(gòu)
在LCP-PA探針的幫助下，很快就出現(xiàn)了令人振奮的結(jié)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(yīng)的人類年齡
結(jié)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(yīng)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(jié)合，防止其引發(fā)氧化應(yīng)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(xì)胞內(nèi)銅離子成像，與Cu(I)結(jié)合時熒光增強）對人類肝ai細(xì)胞系HepG2進行了觀察：
結(jié)果顯示，用谷胱甘肽乙酯（能增加細(xì)胞內(nèi)GSH水平）處理的細(xì)胞熒光強度比未處理的細(xì)胞降低了40%，這是由于更多的GSH結(jié)合了細(xì)胞內(nèi)的Cu(I)，導(dǎo)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(xì)胞熒光強度增加了10%，表明Cu(I)的濃度提高了。
圖注：肝細(xì)胞中Cu(I)與谷胱甘肽之間的潛在關(guān)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(guān)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(xì)胞內(nèi)GSH活性）兩種探針對四個年齡組的小鼠進行體內(nèi)光聲成像后發(fā)現(xiàn)，PACDx的激活程度與銅活性呈負(fù)相關(guān)，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(xì)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(yīng)激“幫兇”Cu(I)的氣焰，現(xiàn)在又讓細(xì)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(xì)胞內(nèi)Cu(I)活性的增加，谷胱甘肽（GSH）活性的降低，肝細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)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(xì)胞內(nèi)的ROS的“產(chǎn)量”明顯增加
圖注：GSH活性降低會使肝細(xì)胞內(nèi)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(chǎn)生的程度）
不僅如此，作為細(xì)胞保護酶和肝干細(xì)胞通用標(biāo)記物的醛脫氫酶1A1（ALDH1A1）也受到了波及
研究發(fā)現(xiàn)，向HepG2細(xì)胞補充CuCl?（用于增加細(xì)胞內(nèi)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(dǎo)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(xì)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(xì)胞特性可能丟失的情況。
圖注：質(zhì)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(xì)胞類型中表達，參與解毒反應(yīng)，保護細(xì)胞免受氧化應(yīng)激和化學(xué)損傷。然而，當(dāng)Cu(I)活性增加使其功能受到抑制時，肝細(xì)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(diào)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(jié)合銅離子并形成穩(wěn)定的復(fù)合物，從而促進體內(nèi)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(yīng)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(nèi)，中年小鼠每日經(jīng)口服灌胃接受ATN-224治療，其肝臟Cu(I)水平第40天便恢復(fù)至與年輕小鼠相當(dāng)，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(nèi)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(yīng)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(diào)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(yīng)激損傷，避免肝臟提前衰老
據(jù)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(fēng)險人群，注意減少體內(nèi)銅
除了年齡增長可能導(dǎo)致體內(nèi)活性銅的增加外，現(xiàn)實生活中還有許多其他因素可能導(dǎo)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(fēng)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(nèi)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(xì)胞抗氧化能力
許多抗氧化補劑能增強細(xì)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(yīng)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(yù)防氧化應(yīng)激相關(guān)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(dāng)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(yīng)激水平。
根據(jù)需要，進行銅水平檢測
需要強調(diào)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(guān)鍵在于身體的實際需求。
圖注：定期檢測，健不健康早預(yù)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(yīng)激標(biāo)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(diào)的跡象。
因人體具有較為完善的銅代謝調(diào)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(guān)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(dǎo)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(diào)節(jié)銅穩(wěn)態(tài)
如果把肝臟健康事業(yè)比作一座大山，調(diào)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?shù)穆冯m然艱辛，但每一步都充滿了希望。說不定這條小徑能引領(lǐng)我們突破傳統(tǒng)治療的局限，為肝臟健康開辟新的天地！
—— TIMEPIE ——
號外！時光派第六屆衰老干預(yù)論壇火熱籌備中！集結(jié)哈佛、劍橋、北大、巴克研究所等40+學(xué)者與行業(yè)領(lǐng)袖，于9月20日-21日空降上海，衰老干預(yù)特別課程：洞悉長壽行業(yè)，搭建合作平臺丨生物極客閉門會議：聚焦抗衰實踐可復(fù)制性丨抗衰科技博覽會：五大方案，產(chǎn)學(xué)深度交融。千人”長壽盛會“，期待有你同行。
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