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王福俤&闵军霞团队 | 供稿、校审、编辑、排版
NO.31
《Science Bulletin》
黄蕊承铜,蜂唤嫣红
首次明确铜调控造血稳态
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在微量元素调控生命活动的研究领域,一项兼具理论突破与转化潜力的成果正引发关注。王福俤教授/闵军霞教授在《Science Bulletin》发表的 “铜调控造血稳态” 研究,不仅成为王福俤教授的铁科学团队第 31 个封面论文,更首次提出 “铜科学(Cuprology)” 新兴学科理念()。近日,法国居里研究所知名科学家 Raphaël Rodriguez 对该研究的学术意义给予高度评价;而论文配套的 “小蜜蜂” 封面,也以精巧的科学隐喻让复杂机制更易理解,为领域研究与科学传播提供了新视角。
这只小蜜蜂为何方神圣?
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居里研究所 Raphaël Rodriguez高度肯定研究对铜领域的推动价值。
Raphaël Rodriguez 现任法国国家科学研究中心主任、巴黎居里研究所化学生物学团队负责人,长期深耕金属离子(铁、铜)在生理与病理过程中的作用机制,其研究成果多次发表于《Nature》《Science》等顶刊。针对王福俤团队的这项研究,他从三方面肯定其领域贡献:
学科整合意义:“‘铜科学’的提出,为长期分散的铜相关研究提供了系统性框架,有助于推动领域从单点探索向多维度整合研究发展,对铜生物学理论体系的完善具有积极意义(Contributes positively to the improvement of copper biology theory system)。”
机制研究价值:“首次明确 Slc31a1(CTR1)作为造血干细胞铜转运关键蛋白,及其通过调控线粒体代谢影响造血稳态的机制,填补了铜与造血干细胞分化直接关联的研究空白(Fills the research gap in the direct link between copper and hematopoietic stem cell differentiation)。”
转化探索潜力:“将 Elesclomol 重新定位为‘铜激活剂(CuA1)’,并证实其对铜转运缺陷导致的造血异常具有改善作用,为铜代谢紊乱相关血液疾病的干预提供了新的研究方向(Provides a new research direction for the intervention of copper metabolism-related hematological diseases)。”
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Raphaël Rodriguez点评论文首页截屏
王福俤团队研究论文免费下载链接
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927325005316
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“黄蕊承铜,蜂唤嫣红”
封面设计的科学隐喻
作为团队第 31 个封面,本次设计以 “黄蕊承铜,蜂唤嫣红” 为核心意象,将研究关键机制融入视觉表达,兼具科学性与可读性:
封面中,由红细胞构成的红色花朵,象征造血系统的生命活力;黄色花蕊模拟铜转运蛋白 Slc31a1(CTR1)的三维结构,其特有的三个跨膜域如同花蕾的自然形态,直观呈现铜离子进入造血细胞的 “天然通道”—— 当 Slc31a1 功能缺失时,红色花朵会呈现枯萎状态,隐喻铜转运受阻导致的细胞功能异常。
而携带铜离子的 “小蜜蜂”,代表研究中发现的铜激活剂 CuA1(Elesclomol):它不依赖 Slc31a1 通道,直接将铜离子递送至细胞内,让枯萎的 “花朵” 重新焕发生机。这一设计既呼应了 “CuA1 改善铜转运缺陷” 的核心发现,也以自然场景化的表达,让公众更易理解铜与造血细胞存活、功能的紧密关联,同时契合 “铜科学” 探索生命与铜元素互动规律的学科内涵。
研究核心进展
为铜生物学与血液病研究提供新视角
该研究围绕铜在造血系统中的作用展开,通过严谨的实验设计与机制探索,取得三项关键进展:
提出 “铜科学(Cuprology)” 学科框架
首次明确 “铜科学” 的研究范畴 —— 聚焦铜元素在 “分子 - 细胞 - 器官 - 个体” 层面的稳态调控规律,及其在生理功能维持、疾病发生发展中的作用,为后续铜相关研究提供了统一的理论参考维度,推动领域从分散研究向系统整合迈进。
阐明铜缺乏致造血异常的机制
通过低铜饮食诱导小鼠模型、Slc31a1 造血干细胞特异性敲除模型,结合转录组、蛋白质组及线粒体功能检测,证实:铜缺乏会导致造血干细胞向多能祖细胞分化阻滞,根源在于线粒体细胞色素 c 氧化酶(CCO)亚基表达下调,引发线粒体膜电位下降、呼吸功能受损及 ATP 生成不足,最终导致外周血全血细胞减少与贫血。
发现 CuA1 对造血异常的改善作用
实验证实,铜激活剂 CuA1(Elesclomol)可通过非 Slc31a1 依赖途径,将铜离子递送至造血干细胞内,恢复线粒体 CCO 功能与能量代谢水平,进而改善造血干细胞分化阻滞状态,缓解小鼠贫血症状。这一发现为铜转运缺陷相关血液病的干预,提供了新的实验依据与潜在方向。
结语与展望
从 “铁科学” 到 “铜科学”,王福俤/闵军霞教授团队始终聚焦微量元素与生命健康的关联研究,此次成果不仅通过封面设计实现了科学与艺术的结合,更以扎实的实验数据与机制探索,为铜生物学领域的理论完善与转化应用提供了新支撑。正如 Raphaël Rodriguez 学者评价,这类聚焦 “基础机制 - 学科整合 - 转化探索” 的研究,将持续推动学界对铜元素功能的深入认知,也为相关疾病的研究与干预提供有价值的参考。
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