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王福俤&閔軍霞團(tuán)隊(duì) | 供稿、校審、編輯、排版

NO.31

《Science Bulletin》

黃蕊承銅，蜂喚嫣紅

首次明確銅調(diào)控造血穩(wěn)態(tài)

在微量元素調(diào)控生命活動(dòng)的研究領(lǐng)域，一項(xiàng)兼具理論突破與轉(zhuǎn)化潛力的成果正引發(fā)關(guān)注。王福俤教授/閔軍霞教授在《Science Bulletin》發(fā)表的 “銅調(diào)控造血穩(wěn)態(tài)” 研究，不僅成為王福俤教授的鐵科學(xué)團(tuán)隊(duì)第 31 個(gè)封面論文，更首次提出 “銅科學(xué)（Cuprology）” 新興學(xué)科理念（）。近日，法國居里研究所知名科學(xué)家 Rapha?l Rodriguez 對該研究的學(xué)術(shù)意義給予高度評價(jià);而論文配套的 “小蜜蜂” 封面，也以精巧的科學(xué)隱喻讓復(fù)雜機(jī)制更易理解，為領(lǐng)域研究與科學(xué)傳播提供了新視角。

這只小蜜蜂為何方神圣？

居里研究所 Rapha?l Rodriguez高度肯定研究對銅領(lǐng)域的推動(dòng)價(jià)值。

Rapha?l Rodriguez 現(xiàn)任法國國家科學(xué)研究中心主任、巴黎居里研究所化學(xué)生物學(xué)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，長期深耕金屬離子（鐵、銅）在生理與病理過程中的作用機(jī)制，其研究成果多次發(fā)表于《Nature》《Science》等頂刊。針對王福俤團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究，他從三方面肯定其領(lǐng)域貢獻(xiàn)：

• 學(xué)科整合意義：“‘銅科學(xué)’的提出，為長期分散的銅相關(guān)研究提供了系統(tǒng)性框架，有助于推動(dòng)領(lǐng)域從單點(diǎn)探索向多維度整合研究發(fā)展，對銅生物學(xué)理論體系的完善具有積極意義（Contributes positively to the improvement of copper biology theory system）?！?/p>

• 機(jī)制研究價(jià)值：“首次明確 Slc31a1（CTR1）作為造血干細(xì)胞銅轉(zhuǎn)運(yùn)關(guān)鍵蛋白，及其通過調(diào)控線粒體代謝影響造血穩(wěn)態(tài)的機(jī)制，填補(bǔ)了銅與造血干細(xì)胞分化直接關(guān)聯(lián)的研究空白（Fills the research gap in the direct link between copper and hematopoietic stem cell differentiation）?！?/p>

• 轉(zhuǎn)化探索潛力：“將 Elesclomol 重新定位為‘銅激活劑（CuA1）’，并證實(shí)其對銅轉(zhuǎn)運(yùn)缺陷導(dǎo)致的造血異常具有改善作用，為銅代謝紊亂相關(guān)血液疾病的干預(yù)提供了新的研究方向（Provides a new research direction for the intervention of copper metabolism-related hematological diseases）?！?/p>

Rapha?l Rodriguez點(diǎn)評論文首頁截屏

王福俤團(tuán)隊(duì)研究論文免費(fèi)下載鏈接

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927325005316

“黃蕊承銅，蜂喚嫣紅”

封面設(shè)計(jì)的科學(xué)隱喻

作為團(tuán)隊(duì)第 31 個(gè)封面，本次設(shè)計(jì)以 “黃蕊承銅，蜂喚嫣紅” 為核心意象，將研究關(guān)鍵機(jī)制融入視覺表達(dá)，兼具科學(xué)性與可讀性：

封面中，由紅細(xì)胞構(gòu)成的紅色花朵，象征造血系統(tǒng)的生命活力；黃色花蕊模擬銅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 Slc31a1（CTR1）的三維結(jié)構(gòu)，其特有的三個(gè)跨膜域如同花蕾的自然形態(tài)，直觀呈現(xiàn)銅離子進(jìn)入造血細(xì)胞的 “天然通道”—— 當(dāng) Slc31a1 功能缺失時(shí)，紅色花朵會呈現(xiàn)枯萎狀態(tài)，隱喻銅轉(zhuǎn)運(yùn)受阻導(dǎo)致的細(xì)胞功能異常。

而攜帶銅離子的 “小蜜蜂”，代表研究中發(fā)現(xiàn)的銅激活劑 CuA1（Elesclomol）：它不依賴 Slc31a1 通道，直接將銅離子遞送至細(xì)胞內(nèi)，讓枯萎的 “花朵” 重新煥發(fā)生機(jī)。這一設(shè)計(jì)既呼應(yīng)了 “CuA1 改善銅轉(zhuǎn)運(yùn)缺陷” 的核心發(fā)現(xiàn)，也以自然場景化的表達(dá)，讓公眾更易理解銅與造血細(xì)胞存活、功能的緊密關(guān)聯(lián)，同時(shí)契合 “銅科學(xué)” 探索生命與銅元素互動(dòng)規(guī)律的學(xué)科內(nèi)涵。

研究核心進(jìn)展

為銅生物學(xué)與血液病研究提供新視角

該研究圍繞銅在造血系統(tǒng)中的作用展開，通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與機(jī)制探索，取得三項(xiàng)關(guān)鍵進(jìn)展：

• 提出 “銅科學(xué)（Cuprology）” 學(xué)科框架

首次明確 “銅科學(xué)” 的研究范疇 —— 聚焦銅元素在 “分子 - 細(xì)胞 - 器官 - 個(gè)體” 層面的穩(wěn)態(tài)調(diào)控規(guī)律，及其在生理功能維持、疾病發(fā)生發(fā)展中的作用，為后續(xù)銅相關(guān)研究提供了統(tǒng)一的理論參考維度，推動(dòng)領(lǐng)域從分散研究向系統(tǒng)整合邁進(jìn)。

• 闡明銅缺乏致造血異常的機(jī)制

通過低銅飲食誘導(dǎo)小鼠模型、Slc31a1 造血干細(xì)胞特異性敲除模型，結(jié)合轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組及線粒體功能檢測，證實(shí)：銅缺乏會導(dǎo)致造血干細(xì)胞向多能祖細(xì)胞分化阻滯，根源在于線粒體細(xì)胞色素 c 氧化酶（CCO）亞基表達(dá)下調(diào)，引發(fā)線粒體膜電位下降、呼吸功能受損及 ATP 生成不足，最終導(dǎo)致外周血全血細(xì)胞減少與貧血。

• 發(fā)現(xiàn) CuA1 對造血異常的改善作用

實(shí)驗(yàn)證實(shí)，銅激活劑 CuA1（Elesclomol）可通過非 Slc31a1 依賴途徑，將銅離子遞送至造血干細(xì)胞內(nèi)，恢復(fù)線粒體 CCO 功能與能量代謝水平，進(jìn)而改善造血干細(xì)胞分化阻滯狀態(tài)，緩解小鼠貧血癥狀。這一發(fā)現(xiàn)為銅轉(zhuǎn)運(yùn)缺陷相關(guān)血液病的干預(yù)，提供了新的實(shí)驗(yàn)依據(jù)與潛在方向。

結(jié)語與展望

從 “鐵科學(xué)” 到 “銅科學(xué)”，王福俤/閔軍霞教授團(tuán)隊(duì)始終聚焦微量元素與生命健康的關(guān)聯(lián)研究，此次成果不僅通過封面設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了科學(xué)與藝術(shù)的結(jié)合，更以扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與機(jī)制探索，為銅生物學(xué)領(lǐng)域的理論完善與轉(zhuǎn)化應(yīng)用提供了新支撐。正如 Rapha?l Rodriguez 學(xué)者評價(jià)，這類聚焦 “基礎(chǔ)機(jī)制 - 學(xué)科整合 - 轉(zhuǎn)化探索” 的研究，將持續(xù)推動(dòng)學(xué)界對銅元素功能的深入認(rèn)知，也為相關(guān)疾病的研究與干預(yù)提供有價(jià)值的參考。