基于活性的传感技术揭示活性铜水平的升高会通过消耗肝脏中的ALDH1A1来促进肝脏衰老

基于活性的传感技术揭示活性铜水平的升高会通过消耗肝脏中的ALDH1A1来促进肝脏衰老

今天给大家分享一篇发表在期刊 Nature Communications 上的文献：Activity-based sensing reveals elevated labile copper promotes liver aging via hepatic ALDH1A1 depletion

概要

氧化应激在衰老以及包括神经退行性疾病、癌症和器官衰竭等在内的相关疾病中起着关键作用。铜（Cu）作为一种具有氧化还原活性的金属离子，会产生活性氧（ROS），而其调控失衡则会促使衰老进程的发生。在此，本文研发了基于活性的成像探针，用于灵敏检测Cu (I)，并且研究显示，肝脏中不稳定的铜活性会随着年龄增长而升高，与此同时，作为一种具有保护作用的肝脏酶，乙醛脱氢酶 1 家族成员 A1（ALDH1A1）的活性则会下降。本文还通过无创光声成像观察到，肝脏中谷胱甘肽（GSH）的活性会随着年龄增长而降低。利用这些探针，作者对接受铜螯合剂 ATN-224 治疗的老年小鼠进行了纵向研究，并证明这种治疗能够改善铜稳态平衡，同时维持 ALDH1A1 的活性。此研究结果揭示了铜离子调控失衡与衰老之间的直接联系，深入阐明了铜在衰老过程中的作用，并为减轻其不良影响提供了一种治疗策略。

a. PACu-1 的化学结构。b. LCP-Green-1 至 LCP-Green-7 的化学结构。c. 在 2 mM谷胱甘肽（GSH）存在的条件下，用 20 当量的一价铜离子（Cu (I)）或亚铁离子（Fe (II)）处理 LCP-Green-1 至 LCP-Green-7（5 μM）60 分钟后的荧光增强倍数。d. 在 2 mM GSH存在的条件下，用 0.05、0.1、0.2、0.5、1、2 或 5 当量的一价铜离子（Cu (I)）处理 LCP-Green-1 和 LCP-Green-4（5 μM）后的荧光增强倍数。e. 在 2 mM、5 mM或 10 mM GSH存在的条件下，用 20 当量的Cu (I)处理 LCP-Green-1 和 LCP-Green-4（5 μM）后的荧光增强倍数。f. Cu (I)介导的 NPy4 触发物激活的推测机制。g. LCP-PA 的化学结构。h. LCP-PA 的吸收光谱（蓝线，最大吸收波长 λmax = 680 nm）和转化产物的吸收光谱（红线，最大吸收波长 λmax = 767 nm）。i. 在模拟组织体模中，装有 50 μM LCP-PA（左）或转化产物（右）的氟化乙烯丙烯共聚物（FEP）管在体积比为 1:1 的 HEPES和DMSO溶液中的光声信号。激发波长 = 780 nm。j. 在 2 mM谷胱甘肽（GSH）存在的条件下，用 20 当量的各种金属离子处理 LCP-PA（5 μM）后的光声比率增强情况。

参考文献：DOI：10.1038/s41467-025-56585-4