DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2024.1333543
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38370477
تاريخ النشر: 2024-02-02
المؤلف: Pengtuo Xiao وآخرون
الموضوع الرئيسي: العناصر النزرة في الصحة
نظرة عامة
تقدم هذه القسم نظرة عامة على الأدوار الحيوية التي تلعبها أيونات المعادن في الفسيولوجيا البشرية، وخاصة فيما يتعلق بسرطان المعدة، وهو أحد الأسباب الرئيسية للوفاة بين الأورام الخبيثة في الجهاز الهضمي. تعتبر أيونات المعادن ضرورية للحفاظ على الهيكل الخلوي، وتنظيم التعبير الجيني، وتسهيل نشاط الإنزيمات. علاوة على ذلك، فإنها تؤثر بشكل كبير على مسارات مختلفة مرتبطة بآليات موت الخلايا.
تسلط المراجعة الضوء على عدم انتظام أيونات المعادن في أنسجة الأورام، وخاصة في سرطان المعدة، وتناقش مساهماتها في تقدم الورم، ومقاومة الأدوية، وغيرها من الخصائص البيولوجية للمرض. تشمل أيونات المعادن الرئيسية التي تم فحصها الصوديوم (Na)، والبوتاسيوم (K)، والمغنيسيوم (Mg)، والكالسيوم (Ca)، والحديد (Fe)، والنحاس (Cu)، والزنك (Zn)، والمنغنيز (Mn). تهدف دراسة الأدبيات الحالية إلى توضيح أدوار هذه الأيونات في بدء وتقدم سرطان المعدة، فضلاً عن تداعياتها على الاستراتيجيات العلاجية وعمليات موت الخلايا.
نقاش
تسلط قسم النقاش في ورقة البحث الضوء على الدور المتعدد الأوجه لمختلف أيونات المعادن، وخاصة الحديد والنحاس والبوتاسيوم والزنك، في سياق سرطان المعدة. الحديد، بينما هو ضروري للعديد من العمليات البيولوجية، يمثل تهديدًا مزدوجًا؛ يمكن أن تزيد نقصه من القابلية للإصابة بعدوى H. pylori وسرطان المعدة، بينما يمكن أن يعزز الحديد الزائد من التسرطن من خلال الإجهاد التأكسدي وتوليد أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS). التفاعل بين مستويات الحديد وتقدم سرطان المعدة معقد، ويتضمن آليات مثل الالتهاب الناتج عن الحديد ومقاومة الخلايا لموت الخلايا المعتمد على الحديد (ferroptosis). من الجدير بالذكر أن بروتينات ومسارات الإشارة المحددة، بما في ذلك مسار KEAP1/NRF2، قد تم الإشارة إليها في تعديل تأثيرات الحديد على بقاء خلايا السرطان ومقاومة الأدوية.
تم تحديد النحاس كعامل حاسم في تقدم السرطان، حيث ترتبط المستويات المرتفعة بنمو الورم والانتقال. ينشط مسارات إشارة مختلفة تعزز تكاثر الخلايا وتكوين الأوعية الدموية، بينما يساهم أيضًا في مقاومة الأدوية في خلايا سرطان المعدة. يتم التأكيد على إمكانية استخدام خافضات النحاس وحاملات الأيونات كعوامل علاجية، خاصة في التغلب على مقاومة العلاجات الكيميائية المعتمدة على البلاتين.
يلعب البوتاسيوم والزنك أيضًا أدوارًا هامة في سرطان المعدة. يرتبط تناول البوتاسيوم المرتفع بانخفاض خطر الإصابة بالمرض، بينما يرتبط نقص الزنك بتوقعات سيئة ووظيفة مناعية ضعيفة. إن عدم تنظيم الناقلات الزنكية ومشاركتها في آليات مقاومة الأدوية يبرز أهمية الحفاظ على توازن الزنك في العلاج الكيميائي للسرطان. بشكل عام، تشير النتائج إلى أن استهداف توازن أيونات المعادن والمسارات المرتبطة بها قد يقدم استراتيجيات جديدة لتشخيص وعلاج سرطان المعدة.
DOI: https://doi.org/10.3389/fphar.2024.1333543
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38370477
Publication Date: 2024-02-02
Author(s): Pengtuo Xiao et al.
Primary Topic: Trace Elements in Health
Overview
This section provides an overview of the critical roles that metal ions play in human physiology, particularly in relation to gastric cancer, a leading cause of mortality among digestive tract malignancies. Metal ions are essential for maintaining cellular structure, regulating gene expression, and facilitating enzyme activity. Furthermore, they significantly impact various pathways associated with cell death mechanisms.
The review highlights the irregularities of metal ions in tumor tissues, specifically in gastric cancer, and discusses their contributions to tumor progression, drug resistance, and other biological characteristics of the disease. Key metal ions examined include sodium (Na), potassium (K), magnesium (Mg), calcium (Ca), iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), and manganese (Mn). The synthesis of existing literature aims to elucidate the roles of these ions in the initiation and advancement of gastric cancer, as well as their implications for therapeutic strategies and cellular demise processes.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the multifaceted role of various metal ions, particularly iron, copper, potassium, and zinc, in the context of gastric cancer. Iron, while essential for numerous biological processes, poses a dual threat; its deficiency can increase susceptibility to H. pylori infection and gastric cancer, while excess iron can promote carcinogenesis through oxidative stress and the generation of reactive oxygen species (ROS). The interplay between iron levels and gastric cancer progression is complex, involving mechanisms such as iron-induced inflammation and cellular resistance to iron-dependent cell death (ferroptosis). Notably, specific proteins and signaling pathways, including the KEAP1/NRF2 pathway, have been implicated in modulating iron’s effects on cancer cell survival and drug resistance.
Copper is identified as a critical factor in cancer progression, with elevated levels correlating with tumor growth and metastasis. It activates various signaling pathways that promote cell proliferation and angiogenesis, while also contributing to drug resistance in gastric cancer cells. The potential of copper chelators and ion carriers as therapeutic agents is emphasized, particularly in overcoming resistance to platinum-based chemotherapies.
Potassium and zinc also play significant roles in gastric cancer. Higher potassium intake is associated with a reduced risk of the disease, while zinc deficiency correlates with poor prognosis and immune dysfunction. The dysregulation of zinc transporters and their involvement in drug resistance mechanisms further underscores the importance of maintaining zinc homeostasis in cancer therapy. Overall, the findings suggest that targeting metal ion homeostasis and their associated pathways may offer novel strategies for the diagnosis and treatment of gastric cancer.