铜锌稳定同位素对特殊生命过程:癌症的指示意义

The indicative significance of copper and zinc stable isotopes in special life processes:Cancer

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摘要微量金属元素在生命过程中扮演重要角色,其含量和分布由生物系统严格调节,并直接受到外部环境的影响.铜和锌在免疫调节、蛋白质合成和催化反应等方面发挥特定作用,其稳态失衡可能导致氧化应激反应、炎症损伤甚至疾病.研究表明,金属稳定同位素在地质、环境过程中普遍发生分馏,成为环境金属来源的有效示踪手段.而生物新陈代谢过程中,氧化还原反应、配体结合能改变等也会造成明显金属稳定同位素分馏.因此,研究生物体金属稳定同位素的组成、分布与平衡,有助于深入理解金属稳态及相关代谢过程.本文在系统总结了人体铜、锌同位素分布特征,阐述了性别、年龄、饮食习惯和环境暴露等因素对铜、锌同位素分馏影响的基础上,主要总结和讨论了癌症演进过程中人体铜、锌同位素稳态失衡的过程机制.结果表明,在癌症发展过程中,铜和锌同位素除分别受到性别和饮食习惯影响外,癌症患者相对健康人群血液明显富集轻铜同位素,而尿液富集轻锌同位素,展示了金属稳定同位素在癌症诊断和预后方面的巨大潜力.未来,应在标准化样品处理流程的基础上,完善人体金属同位素数据库,明确生命过程金属同位素分馏机理,为金属稳定同位素在临床疾病如癌症中的诊断应用奠定理论基础.

作者刘文奇 ^[1] 王柱红 ^[2] 刘洋 ^[1] 马宁 ^[1] 陈岩 ^[3] 郑旺 ^[1] 刘红 ^[4] 陈玖斌 ^[1] 学术成果认领

作者单位天津大学地球系统科学学院,表层地球系统科学研究院,天津 300072 ^[1] 贵州医科大学公共卫生与健康学院,环境污染与疾病监控教育部重点实验室,贵州贵阳 561113 ^[2] 香港科技大学生命科学部,香港 999077 ^[3] 天津医科大学肿瘤医院乳腺肿瘤二科,天津 300060 ^[4]

关键词铜锌金属稳定同位素癌症 copper zinc metal stable isotopes cancer

分类号 P597.2 R730.4 Q581

栏目名称

同位素示踪地球系统过程与跨圈层循环

DOI 10.13745/j.esf.sf.2025.3.35

发布时间 2025-04-27

基金项目

国家自然科学基金（42421003）