日本的甲南大学研究生院自然科学研究科的久原笃教授、山城芹奈（博士研究生）、太田茜特任研究副教授（研究当时）等人组成的研究团队，根据线虫分析揭示了铜离子诱导的细胞死亡“铜死亡”参与动物低温死亡的现象。这一发现有望推动细胞与器官低温保存技术的发展，相关研究成功已发表在期刊《Nature Communications》网络速报版的5月27日刊上。
图1 研究概要（供图：甲南大学）
铜死亡是细胞内铜离子过量蓄积所诱导的细胞死亡，于2022年被发现。据信其是通过在线粒体内引发代谢异常而导致细胞死亡的。
日本已连续多年出现低温死亡人数超过中暑死亡人数的情况。另一方面，低温致使细胞和机体死亡的机制尚未充分探明。
为此，此次研究团队利用线虫（C.elegans），分离出低温耐受性异常的突变体，对低温条件下生存率降低的个体进行了筛选。
对分离出的突变体进行基因分析后，研究人员确定导致该表型的基因是哺乳类SLC46A3的相同基因，并将其命名为slcr-46.1。
研究还证实，该基因缺失突变体在低温下的生存率显著下降，而导入野生型的该基因可恢复其低温耐受性。通过让该基因在突变体特定组织中进行表达的相关分析，研究还确认这种低温耐受异常可以通过向咽肌导入基因来恢复，并发现咽肌中该基因的表达对于低温耐受性不可或缺。
此外，哺乳类相同基因导入突变体，可恢复其低温耐受性。且还发现该基因在哺乳类中也具备相同功能。
此前已有研究指出，小鼠的该基因与铜离子转运相关，该基因缺失会扰乱铜稳态，引发线粒体内铜的异常蓄积。为此，研究团队针对突变体相较于野生株存在铜离子异常蓄积的可能性进行了探究。
研究人员使用响应铜离子的荧光探针观察线虫体内铜离子后，确认突变株咽肌的铜离子蓄积量显著高于野生株。低温暴露后死亡的突变株，其咽肌后端区域铜蓄积尤为显著，表明该异常蓄积与突变体的低温死亡相关。
为详细调查该基因的细胞内作用，研究人员将其导入果蝇来源的培养细胞，检测其胞内定位后，确认其定位于溶酶体膜。铜离子同样定位于溶酶体内，证明该基因与哺乳类的该基因具有共通功能。当抑制突变体的铜死亡相关基因功能后，其低温下的生存率恢复。对野生株进行相同处理，其低温耐受性也有所提升。
同时，当使用铜螯合剂降低该突变体细胞内铜浓度时，其低温耐受性异常得以恢复。这表明，铜蓄积可能是导致突变体低温死亡的因素。
此外，在低温刺激下的突变体咽肌中，观测到线粒体异常聚集。这提示低温死亡线虫的线粒体正常代谢功能可能受损。研究还证实，将哺乳类细胞以低于常规温度的条件培养时，铜死亡相关基因的表达量会上升。
已知部分癌细胞存在铜蓄积现象，该研究成果或有助于推动新型癌症治疗方法的开发。
久原教授表示：“本研究全球首次揭示了铜离子诱导的新型细胞死亡‘铜死亡’参与动物的低温死亡。这可能是线虫乃至哺乳类细胞所共通的机制，本研究除有助于理解生物的低温适应机制外，还有望应用于移植器官的低温保存技术和细胞死亡控制等。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Nature Communications
论文：Cuproptosis inducers mediate cold lethality via SLCR-46.1 in C. elegans
DOI：10.1038/s41467-026-73498-y
