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乳酰化在癌症进展与药物耐药中的作用 摘要 摘要 乳酸不仅是糖酵解的副产物，更在癌症中以能量底物、代谢物和信号分子的多重角色活跃。随着乳酸穿梭理论的提出，人们逐渐认识到乳酸在细胞代谢和细胞间通讯中的关键作用，尤其在肿瘤微环境中，其通过调控代谢、免疫抑制和细胞行为促进癌症进展。近年来，一种新型赖氨酸翻译后修饰方式——乳酰化被发现，其通过修饰组蛋白或非组蛋白蛋白质，连接起代谢紊乱与表观遗传调控。在多种癌症中，乳酰化水平升高与肿瘤进展及药物耐药密切相关。越来越多的证据表明，靶向乳酰化相关酶或代谢通路，有望成为癌症治疗的新策略。本文系统综述了乳酸在生理与病理过程中的稳态调控机制，以及乳酰化在癌症发生、发展与抗药性中的调控功能及分子机制，为后续研究提供理论基础。 引言 引言 1923年，奥托·瓦尔堡首次提出癌症中的葡萄糖代谢重编程现象，后被称为“瓦尔堡效应”或“厌氧糖酵解”。他发现，即使在有氧条件下，癌细胞也倾向于将葡萄糖转化为乳酸，这一发现为理解癌症代谢异常提供了基础。尽管近年来研究不断深入，但瓦尔堡效应的确切机制及其在癌症进展中的具体作用尚未完全阐明。 随着对乳酰化的发现，人们开始从新的角度理解瓦尔堡效应的功能意义。乳酰化是赖氨酸残基的一种新型翻译后修饰形式，其主要由乳酸驱动。后续研究发现，该修饰可发生在组蛋白及非组蛋白上，参与多种生理和病理过程。截至目前，科研人员已在多种癌细胞中鉴定出上千种乳酰化蛋白。然而，乳酰化的精确调控机制和功能仍处于探索阶段，尤其是在癌症进展和药物耐药方面的作用。 本文将系统梳理乳酸在正常与病理状态下的代谢稳态，并深入探讨乳酰化在癌症发展与抗药性中的调控机制及其潜在治疗靶点。 乳酸稳态 乳酸的生成与转运 乳酸是一种广泛存在于细胞中的代谢产物，特别是在快速增殖的癌细胞中，由于瓦尔堡效应，其水平显著升高。葡萄糖通过糖酵解产生丙酮酸，随后在乳酸脱氢酶（LDH）的催化下生成乳酸。同时，该过程还促进NAD⁺从NADH的再生，确保糖酵解持续进行。 为防止乳酸积累造成乳酸性酸中毒，细胞可通过丙酮酸脱氢酶（PDH）将丙酮酸转化为乙酰辅酶A（Acetyl-CoA），进入三羧酸（TCA）循环，从而清除乳酸。此外，谷氨酰胺代谢也是癌细胞中乳酸的另一来源。谷氨酰胺经转运体进入细胞后转化为谷氨酸，进而生成α-酮戊二酸进入TCA循环，最后通过苹果酸酶（ME1）形成乳酸。 乳酸的转运主要通过单羧酸转运体（MCT），尤其是MCT1与MCT4。这些转运体通过H⁺/乳酸共转运机制跨膜转移乳酸，其方向依赖于质子和乳酸的浓度梯度。MCT1受c-Myc驱动，广泛存在于多种细胞中，调控乳酸与丙酮酸的进出；MCT4则多见于高糖酵解活性的组织与癌细胞，且常在缺氧环境中高表达。MCT通过乳酸排出维持胞内pH平衡，但也导致肿瘤微环境酸化，这种“逆pH梯度”被认为对癌细胞生存与恶性行为具有重要影响。G蛋白偶联受体GPR81可作为乳酸的受体，参与乳酸的自分泌与旁分泌机制。 乳酸在生物过程中的功能 • 能量调节：在能量代谢中，细胞主要通过有氧磷酸化（OXPHOS）与糖酵解两条途径获取能量。无论哪种方式，葡萄糖首先被分解为丙酮酸；在氧气充足的条件下，丙酮酸进入线粒体并参与三羧酸（TCA）循环进行OXPHOS，从而高效合成ATP；而在缺氧条件下，丙酮酸则还原为乳酸，进入糖酵解路径以维持能量供应。 传统观点认为乳酸是糖酵解的终产物，但最新研究发现，乳酸本身也是一种重要的能量底物。其在血液中的浓度高于多数能量物质，且在某些癌症类型中（如肺癌、胰腺癌），乳酸对TCA循环的贡献甚至超过葡萄糖。乳酸可来源于体外供给或细胞内自身合成，并可通过反馈机制抑制糖酵解以维持能量代谢平衡。 此外，乳酸还能诱导内质网释放镁离子（Mg²⁺），这一机制与细胞的代谢反馈和线粒体能量代谢密切相关，有助于调节线粒体内Mg²⁺的产生，从而优化能量合成效率。 • 氧化还原缓冲：乳酸在细胞氧化还原稳态的维持中发挥着至关重要的作用。作为一种关键的氧化还原信号分子，它不仅为氧化代谢提供能量支持，还参与调控细胞内的电子转移与还原反应。 细胞能量代谢依赖持续的氧化还原反应链条。氧化反应释放电子，使NAD⁺和NADP⁺还原为NADH和NADPH，而这些还原型辅酶则需通过线粒体呼吸链或乳酸代谢进行再氧化以维持平衡。乳酸通过促进LDH介导的乳酸与丙酮酸互相转化，加速NADH的氧化与NAD⁺的再生，维持细胞内的氧化还原状态。 在高乳酸水平下，NADH/NAD⁺比值升高，会抑制糖酵解关键酶如GAPDH与PGDH的活性，进而抑制线粒体呼吸链。此时，细胞通过增强丙酮酸脱氢酶活性来提升丙酮酸的氧化利用，减弱乳酸生成，从而降低NADH水平，恢复氧化还原平衡。与此同时，线粒体压力常伴随活性氧（ROS）产生增加，推动细胞进入氧化状态。乳酸在这种失衡中起到缓冲剂的作用，调节其他代谢通路以维持整体的氧化还原稳态。 • 脂肪酸代谢调节：脂肪酸的合成与分解在维持细胞膜结构、能量储存和信号传导等方面起着基础性作用。乳酸在调节脂肪酸代谢中扮演着双重角色。 一方面，乳酸的积累促进脂肪酸的合成。它不仅补充细胞内合成脂肪酸所需的乙酰辅酶A（Acetyl-CoA）底物，还能增强乙酰辅酶A羧化酶（ACC）的活性，进一步驱动脂肪酸合成过程。在CD4⁺ T细胞中，乳酸还能上调SLC5A12乳酸转运体的表达，增强细胞摄取乳酸，构成正反馈机制以促进脂肪酸的持续合成。 另一方面，乳酸对脂肪酸的分解即β-氧化具有抑制作用，尽管具体机制尚未完全阐明。研究发现，脂质含量上升会刺激乳酸的生成，提示乳酸可能通过负反馈调控脂肪酸的氧化过程。此外，由炎症驱动的脂肪酸氧化产生的乙酰辅酶A也可能通过非酶促乙酰化促进糖酵解与乳酸产生，这种代谢互作进一步加深了乳酸与脂肪酸代谢之间的双向调节关系。 乳酸穿梭 乳酸穿梭这一概念最初在1985年被提出，随着研究的深入，科学家们逐渐意识到乳酸并不仅仅是糖酵解的终产物，更是一种可以在细胞之间流动并被再利用的重要代谢物。在过去，乳酸通常被视为废弃物，但如今，人们发现乳酸在能量代谢和信号传递中扮演着核心角色，尤其在癌症这样的代谢重塑环境中更为显著。 乳酸可以在不同的细胞之间转运，从一个细胞释放后被另一个细胞吸收，并在被吸收的细胞内作为燃料或信号因子继续参与代谢。这种穿梭机制不仅使乳酸成为能量传递的介质，还赋予它调控细胞行为的能力。它在细胞间的传输过程，既可以参与葡萄糖异生，也能以信号分子的形式调节细胞内外的功能状态。 一个经典的乳酸穿梭实例是Cori循环。在剧烈运动或缺氧状态下，肌肉中大量产生乳酸，这些乳酸被释放进入血液后运送到肝脏，在肝脏中重新转化为葡萄糖，然后再输送回肌肉，参与能量代谢。这个过程不仅缓解了肌肉中的酸中毒状态，还维持了肌肉ATP的稳定供应，同时也为机体提供了一个高效的葡萄糖来源。 在癌症中，乳酸穿梭机制被大大放大并改变。由于瓦尔堡效应和谷氨酰胺代谢的共同作用，癌细胞内产生了大量乳酸。为了避免乳酸在细胞内堆积造成酸中毒，肿瘤细胞会通过单羧酸转运体将乳酸排出胞外。这种乳酸外排过程虽然保护了癌细胞自身，却使得周围的肿瘤微环境显著酸化，从而形成了所谓的“逆pH梯度”，即癌细胞内部呈现相对碱性，而肿瘤微环境则呈现酸性。 这种异常的pH梯度对肿瘤的生存和扩展极为有利。酸化的微环境削弱了免疫系统的攻击能力，有助于癌细胞逃避免疫识别与清除，同时也促进癌细胞的侵袭性和转移能力。乳酸在这一过程中不仅被动参与代谢，而且积极推动了癌症的恶性进展。 值得注意的是，乳酸在癌细胞中并不会完全被视为废物，相反，它还是一种可以被再次利用的重要能量来源。癌细胞常常以乳酸为燃料维持其高水平的能量需求，并通过乳酸穿梭的方式在细胞之间建立代谢协同，从而增强其生存优势。 乳酰化连接基因调控与细胞代谢 乳酸作为瓦尔堡效应的主要代谢产物，其水平在癌细胞中显著升高，通常达到10至30毫摩尔的浓度范围，这为乳酰化的发生提供了物质基础。乳酰化是一种以乳酸为供体，作用于蛋白质赖氨酸残基上的翻译后修饰形式。尽管乳酸浓度很高，但乳酰化蛋白在整体蛋白中的占比仍不足10%，这提示其过程效率较低，可能涉及非经典的酶促机制。 乳酰化的异构体分为L-乳酰化与D-乳酰化，其中L-乳酰化是主要形式，通常由酶催化生成。而D-乳酰化多见于糖氧化酶系统受损时，属于非酶促反应产物。现有研究几乎都聚焦于L-乳酰化，通常所说的“乳酰化”即特指该形式。 乳酰化是一种重要的表观遗传机制，它通过修饰组蛋白或非组蛋白来调控基因表达，影响细胞功能，特别在肿瘤细胞中发挥显著作用（图1）。 “写手”：乳酰化的酶促催化者 乳酰化的“写手”是指能够催化乳酸与蛋白质赖氨酸结合的酶类或蛋白，它们选择性地识别靶标分子上的功能基团（如羟基或氨基），并通过ATP依赖的方式完成乳酰基的添加。目前被鉴定出的乳酰化写手包括AARS1/2、p300、CREB结合蛋白（CBP）、KAT2A、KAT7和KAT8等。 AARS1/2是细胞内的乳酸感应器和乳酰转移酶，能够与乳酸以微摩尔级亲和力结合，直接催化乳酸与赖氨酸残基结合，并消耗ATP。例如，AARS1可感知乳酸水平变化并转位至细胞核，参与YAP-TEAD复合物的乳酰化与激活。此外，AARS1本身也是Hippo信号通路的下游靶点，构成一个正反馈回路，放大YAP信号。缺氧条件下，AARS2可诱导PDHA1和CPT2的乳酰化修饰，从而抑制氧化磷酸化过程。 在核内，GTPSCS（一种GTP特异性琥珀酸合成酶）可合成乳酰辅酶A，并与p300协同促进组蛋白乳酰化，特别是H3K18la的形成。该过程可促进胶质瘤中GDF15的表达，增强肿瘤生长与放疗耐受性。 在结直肠癌中，eEF1A2（一种真核延伸因子）在K408位点发生高乳酰化修饰，增强蛋白合成与转译延伸过程，进而推动癌细胞进展。KAT8被认为是该修饰的关键催化酶，亦为多种蛋白乳酰化的主要“写手”。靶向KAT8可显著抑制结直肠癌进展，尤其是在富含乳酸的肿瘤微环境中。KAT8与eEF1A2之间的乳酰化轴可能在维持癌细胞快速生长中的蛋白合成需求方面发挥关键作用。 “橡皮”：乳酰化的去修饰酶 与“写手”相对的，“橡皮”指的是可以移除乳酰基修饰的酶类，目前主要包括组蛋白去乙酰化酶（HDAC13）和Sirtuins家族（SIRT13）。这些酶可通过水解作用去除赖氨酸残基上的乳酰基，恢复蛋白原始构象，调节其功能状态。 例如，SIRT3是一种依赖NAD⁺的去乙酰化酶，能去除组蛋白与非组蛋白上的乳酰化修饰。在肝细胞癌中，SIRT3表达下调，其功能表现为肿瘤抑制因子。SIRT3可去乳酰化CCNE2（细胞周期蛋白E2）K348位点，抑制细胞周期进展，从而阻断肿瘤发展。除此之外，SIRT3还可去除PDHA1与CPT2上的乳酰化修饰，恢复线粒体氧化磷酸化功能，提示乳酰化在调控氧化代谢和缺氧应答中具有关键作用。 “读者”：乳酰化的识别者 所谓“读者”，是指能够识别乳酰化修饰并与之结合的蛋白质或结构域，在调控信号转导、蛋白定位和蛋白互作等生物过程中发挥作用。然而，目前尚未明确鉴定出特异性的乳酰化“读者”。尽管如此，科学界推测可能存在专门识别乳酰化标记的结构域或乳酸受体蛋白，这些分子有望在未来的研究中被发现并用于干预乳酰化相关通路。 除了酶的调控外，乳酸的跨膜运输在乳酰化形成中同样至关重要。细胞通过MCT1与MCT4等转运体高效排出乳酸，既避免了胞内酸中毒，又将乳酸传递至其他组织参与代谢。研究发现，MCT1的高表达与组蛋白乳酰化水平升高密切相关，但MCT4在这方面的作用尚不明确。未来深入探索乳酸跨膜运输机制，尤其是MCT1和MCT4在不同细胞类型中的作用差异，将有助于揭示乳酰化调控网络的更多细节。 图1：乳酸代谢与乳酰化调控因子 乳酸是沃伯格效应（Warburg effect）产生的副产物，是乳酰化形成的基础。已有研究确定了多种潜在的乳酰化“写手”（writers），即催化乳酰化反应的酶，包括 AARS1/2、p300、CBP、KAT2A、KAT7 和 KAT8。同时也已发现乳酰化的“橡皮”（erasers），如 HDAC1–3 和 SIRT1–3，它们负责去除乳酰化修饰。然而，目前尚未明确鉴定出乳酰化的特异性“读者”（readers）。 乳酰化在癌症进展与药物耐药中的作用机 组蛋白乳酰化在肿瘤中的作用 组蛋白赖氨酸残基的乳酰化，是一种新型表观遗传修饰形式。乳酸通过诱导组蛋白的乳酰化，直接作用于染色质结构，激活特定基因的转录。在缺氧状态下，糖酵解增强，大量乳酸生成，成为组蛋白乳酰化的主要来源。目前在多种癌症中，H2A、H2B、H3与H4等组蛋白均发现存在乳酰化修饰，尤其以H3K18乳酰化（H3K18la）最为显著。研究显示，该修饰广泛参与癌症的发展、转移以及抗药性形成，且与不良预后密切相关（图2）。 • H3K18乳酰化（H3K18la）：在多种癌症中，包括乳腺癌、非小细胞肺癌（NSCLC）、肝细胞癌（HCC）、结直肠癌（CRC）、胰腺导管腺癌（PDAC）、透明细胞肾细胞癌（ccRCC）、膀胱癌、子宫内膜癌、眼黑色素瘤和急性髓性白血病（AML）等，H3K18la表达水平普遍升高，且常与肿瘤晚期、复发、远处转移和治疗抵抗等临床恶性特征相关。 在乳腺癌细胞中，钾离子通道蛋白KCNK1可增强糖酵解与乳酸生成，并通过上调LDHA活性驱动H3K18la水平上升。该乳酰化修饰又反过来调控LDHA的表达，从而形成正反馈环，持续放大乳酸的生成。H3K18la还可激活过氧化物酶体增殖物激活受体δ（PPARD）的转录，帮助乳腺癌细胞在瓦尔堡效应下生存。此外，乳酸可诱导c-Myc的表达，进而激活剪接因子SRSF10的转录，调控其选择性剪接，进一步促进乳腺癌的进展。 在非小细胞肺癌中，乳酸通过增强HK-1和IDH3G等代谢酶的启动子区H3K18la水平，提升糖酵解和TCA循环活性。这一机制还可上调核孔膜蛋白POM121的表达，促进MYC的核转运，并直接激活PD-L1的表达，从而加强免疫逃逸能力。通过抑制糖酵解结合免疫检查点抑制剂（如抗PD-1抗体）的联合治疗，有望恢复CD8⁺ T细胞的杀伤功能，提高肿瘤免疫治疗的效果。 在HCC中，H3K18la通过上调m6A识别蛋白YTHDC1的表达，稳定NEAT1长链非编码RNA，进而招募p300至SCD启动子区域，增强其乙酰化，促进脂质代谢重塑，推动肿瘤生长。另一研究发现，H3K18la还可激活肿瘤标志物GP73的转录，并增强IRS1致癌基因的表达，均与HCC进展及对抗癌药物仑伐替尼的响应有关。 在结直肠癌肝转移中，GPR37的上调与患者预后不良显著相关。该受体通过激活Hippo通路，增强糖酵解与H3K18la修饰，进一步促进肝转移灶中趋化因子CXCL1与CXCL5的表达，从而招募中性粒细胞，形成促转移的免疫微环境。靶向抑制GPR37可增强免疫检查点抑制剂的治疗效果。在另一项关于结直肠癌贝伐珠单抗耐药机制的研究中，H3K18la在RUBCNL基因启动子上的富集导致其高表达，激活自噬通路，从而帮助肿瘤细胞在治疗压力下存活，产生耐药性。 在胰腺癌中，乳酸可通过p300驱动H3K18la上调TTK与BUB1B等有丝分裂相关激酶的转录。这两者反过来又能增强p300表达，形成乳酸-组蛋白乳酰化-激酶活性之间的正反馈环，持续推动癌症进展与糖酵解增强。此外，TTK还能促进LDHA的磷酸化与激活，进一步增加乳酸水平，强化该正反馈环。 在透明细胞肾癌中，H3K18la水平在VHL失活背景下显著升高。VHL缺失增强PDGFRβ的表达，而后者又反向促进H3K18la修饰的累积，构成一个肿瘤驱动的正反馈通路。靶向阻断这一乳酰化-PDGFRβ轴能有效抑制肿瘤生长。 在膀胱癌中，H3K18la可激活转录因子YY1与YBX1，从而提升细胞对顺铂的耐药性。尤其在顺铂耐药的膀胱癌细胞中，乳酸水平升高导致全局乳酰化水平上调，其中H3K18la最为显著。下调H3K18la能显著抑制癌细胞生长并恢复对顺铂的敏感性。 在子宫内膜癌中，H3K18la通过上调USP39的表达，激活PI3K/AKT/HIF-1α通路，从而增强糖酵解，促进肿瘤发展。 在眼黑色素瘤中，H3K18la激活m6A识别蛋白YTHDF2，导致肿瘤抑制基因如TP53和PER1的降解，并通过上调m1A去修饰酶ALKBH3破坏PML小体形成，从而助长肿瘤发展。 在急性髓性白血病（AML）中，STAT5驱动糖酵解与乳酸积累，并促使H3K18la激活PD-L1转录，从而增强免疫逃逸。这一过程在临床上与AML患者骨髓中PD-L1水平与治疗耐药性密切相关。 • H3K9乳酰化（H3K9la）：在食管鳞状细胞癌（ESCC）中，缺氧状态可上调H3K9la水平，诱导层粘连蛋白γ2（LAMC2）基因的转录，从而促进肿瘤的侵袭性和进展。该修饰被视为肿瘤适应缺氧环境的重要机制之一。 在胶质母细胞瘤（GBM）中，H3K9la的上调与肿瘤复发及对替莫唑胺（TMZ）的耐药有关。研究显示，H3K9la可在U1 snRNP组件LUC7L2启动子区域富集，提升其转录活性。随后，LUC7L2通过改变MLH1错配修复基因的剪接方式，抑制其表达，导致错配修复机制的缺失，促成TMZ耐药性的发生。 在结直肠癌中，甲基转移酶METTL1可通过N7-甲基鸟苷修饰增强PKM2的表达，进而激活糖酵解过程，提升H3K9la水平。乳酸的积累促使H3K9la在METTL1启动子区上升，形成正反馈机制，从而放大癌细胞对糖酵解的依赖。此外，PKM2的核转位还可激活免疫逃逸相关分子CD155的表达，协助癌细胞躲避免疫系统攻击。 • H3K14乳酰化（H3K14la）：在宫颈癌中，肿瘤细胞发生代谢重编程后乳酸积累，诱导H3K14la的增强。该修饰位点可被双PHD指结构域蛋白DPF2识别并结合，两者共同富集于多个癌基因的启动子区域，进而上调其转录活性，加速肿瘤生长。 此外，H3K14la还在抗药性形成中发挥作用。在肝细胞癌中，泛素E3连接酶NEDD4是H3K14la的下游靶点。该修饰增强了NEDD4的表达，其通过与PTEN相互作用并介导其降解，导致对奥沙利铂和5-氟尿嘧啶等化疗药物产生耐药。 • H3K56乳酰化（H3K56la）：肿瘤细胞从有氧代谢向糖酵解的转变过程中，丙酮酸脱氢酶复合体（PDC）的失活起着关键作用。其组成蛋白PDHX常在肝癌中被乙酰化而功能失调，使葡萄糖代谢重心偏向乳酸生成，进一步促进H3K56la水平升高。 此外，H3K56la还与肿瘤干性密切相关。在肝癌干细胞中，糖酵解与乳酸产量显著升高，H3K56la水平均明显上调。该修饰不仅加快了肿瘤的生长速度，还与干细胞特性密切相关，提示其在肿瘤复发与药物抵抗中可能发挥核心调控作用。 • H4K12乳酰化（H4K12la）：在三阴性乳腺癌（TNBC）中，乳酸水平升高导致H4K12la修饰增强，该修饰富集于SLFN5基因的启动子区域，并抑制其表达，从而促进肿瘤细胞的恶性进展。 在间变性甲状腺癌（ATC）中，BRAFV600E突变显著增强糖酵解通路活性，增加乳酸生成，并诱导H4K12la水平上升。该修饰激活多个与细胞增殖相关的基因表达，引发细胞周期紊乱，推动肿瘤快速生长。研究发现，联合使用乳酰化抑制剂与BRAFV600E抑制剂能产生协同抗癌效果。 在肺癌脑转移模型中，顺铂类药物培美曲塞的抗癌活性受到乳酸介导的H4K12la修饰影响。AKR1B10（一种还原酶）上调LDHA表达并增强乳酸生成，进而促进H4K12la水平上升，并激活细胞周期调控蛋白CCNB1的转录，从而引发对培美曲塞的获得性耐药。 非组蛋白乳酰化在肿瘤中的作用 乳酰化并不仅局限于组蛋白的赖氨酸残基修饰，越来越多的研究发现，乳酰化广泛存在于非组蛋白蛋白质中，并通过多种机制调控癌症进展与药物耐受。例如，在与乙型肝炎病毒（HBV）相关的肝细胞癌组织中，乳酰组蛋白组学分析鉴定出了超过9200个乳酰化位点，其中绝大多数分布在非组蛋白上。这些乳酰化修饰通过调节代谢、修复、干性、RNA加工和细胞死亡等过程，成为癌症发生发展中的关键调控因子（图3）。 • • 代谢重编程：乳酰化在代谢重编程中的作用正日益显现。在肝内胆管癌中，RNA结合蛋白Nucleolin（NCL）在K477位点被p300乳酰化修饰，这一修饰增强了其与MADD转录本的相互作用，从而通过RNA剪接机制促进MADD蛋白的合成，并激活ERK信号通路，推动肿瘤进展。 在宫颈癌中，缺氧诱导因子HIF-1α可上调DCBLD1的转录，而DCBLD1蛋白在K172位点的乳酰化修饰稳定其表达，进而增强葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）的活性，启动磷酸戊糖途径。这一通路不仅支持癌细胞生长与转移，也通过抑制G6PD自噬降解来维持其稳态。此外，人乳头瘤病毒（HPV）感染是宫颈癌的主要致因之一。HPV16 E6/E7蛋白可促进G6PD形成二聚体，并通过抑制其K45位点乳酰化来增强其功能，从而促进癌细胞的快速生长。干预G6PD乳酰化或使用磷酸戊糖通路抑制剂，有望为宫颈癌及相关病毒感染癌症提供新的治疗策略。 • DNA损伤修复：双链DNA断裂（DSB）是最具破坏性的基因损伤形式之一，其修复缺陷广泛参与癌症进展与药物耐药。乳酰化被证明是影响同源重组修复通路的关键修饰之一。 在多种癌症类型中，乳酸可诱导MRN复合体中的NBS1蛋白在K388位点发生乳酰化，此修饰由TIP60催化，并可被HDAC3去除。NBS1乳酰化促进MRN复合物的组装及其对断裂位点的募集，从而增强DNA修复与细胞存活。抑制LDHA或使用其抑制剂Stiripentol可有效减少NBS1乳酰化，削弱DNA修复能力，从而逆转化疗耐药。临床数据表明，NBS1 K388乳酰化水平升高与化疗效果不佳和患者预后不良相关。 此外，MRN复合物中的MRE11也可被CBP乙酰转移酶在K673位点乳酰化，此过程依赖于ATM介导的磷酸化信号。乳酰化后的MRE11增强DNA结合能力与DNA末端的处理能力，从而激活同源重组修复通路并提升细胞对顺铂与PARP抑制剂的耐受。研究已开发出一种可穿膜的肽段，能够特异性阻断MRE11乳酰化，显著增强肿瘤对化疗的敏感性。 在卵巢癌中，苹果酸酶2（ME2）可将谷氨酰胺代谢产物转化为乳酸，进而诱导DNA修复蛋白MRE11与NBS1的乳酰化，导致化疗耐药形成。与此同时，在三阴性乳腺癌中，去甲基转移酶METTL3在K27位点的乳酰化增强了DNA修复能力，并与顺铂耐药相关。使用HDAC2抑制剂（如Tucidinostat）可阻断此乳酰化过程，恢复细胞对顺铂的敏感性。 在口腔鳞状细胞癌中，RNA解旋酶DHX9在K146位点被乳酰化，该修饰增强其稳定性，促进R-loop的解析，维持基因组稳定性，最终加速肿瘤发展。 • 肿瘤干性：乳酰化还参与调控肿瘤干细胞特性。在胶质瘤中，肿瘤干细胞较分化细胞呈现出更高的全局乳酰化水平。PTBP1是一种关键的RNA结合蛋白，在K436位点的乳酰化可阻止其与泛素连接酶TRIM21的结合，避免其被蛋白酶体降解，同时增强其对PFKFB4 mRNA的结合稳定性，提升糖酵解活性，维持干性。 在食管鳞癌中，缺氧状态诱导丝氨酸羟甲基转移酶2（SHMT2）发生乳酰化，提升其蛋白水平，增强细胞糖酵解能力及干性特征。在结直肠癌中，β-连环蛋白（β-catenin）的乳酰化修饰可增强其稳定性和表达水平，通过激活Wnt通路增强肿瘤细胞的存活与干性。 在肝癌中，醛缩酶A（ALDOA）在K230和K322位点的乳酰化修饰会削弱其与DDX17的结合，释放DDX17以激活干性相关通路。而ALDOB的乳酸生成能力与细胞黏附分子CEACAM6协同，增强细胞更新能力和化疗耐药。CEACAM6在乳酰化修饰下表现出更高的蛋白稳定性，促进结直肠癌的干性维持。 在胶质母细胞瘤中，XRCC1在K247的乳酰化促进其与进口素α的结合，提升其核转位能力，增强DNA修复水平，从而使ALDH1A3高表达的胶质瘤干细胞对放化疗产生耐受。干预ALDH1A3与PKM2的相互作用可阻止乳酸生成，逆转这种耐药机制（图4）。 • 细胞死亡：乳酰化在癌细胞对程序性死亡形式（包括细胞焦亡和凋亡）的逃避中也起着重要作用。在宫颈癌中，乳酸积累可通过增强MDH2（苹果酸脱氢酶2）的乳酰化修饰，促进其蛋白表达并增强线粒体代谢功能，从而抑制细胞焦亡。具体而言，乳酰化后的MDH2会抑制焦亡通路中关键分子的活化，如GSDMD（Gasdermin D）裂解，从而减少细胞焦亡的发生，帮助癌细胞逃避免疫清除。 而在细胞凋亡方面，乳酰化修饰通过抑制关键的促凋亡因子表达或活性，降低癌细胞对化疗或放疗诱导凋亡的敏感性。例如，乳酸诱导的SRSF10乳酰化不仅促进其表达，还可能影响其对凋亡相关剪接事件的调控，间接调节凋亡相关基因的表达平衡，增强癌细胞的生存能力。 这些机制表明，乳酰化不仅支持癌细胞代谢，还能协助其躲避免疫监视与治疗诱导的细胞死亡，为乳酰化相关靶向干预提供了理论基础。 • 自噬：自噬是癌细胞应对代谢压力、药物干扰和氧化损伤的重要适应机制之一。乳酰化通过调控自噬相关蛋白或信号通路，促进自噬激活，进而帮助癌细胞获得存活优势。 在结直肠癌中，贝伐珠单抗耐药与RUBCNL基因的表达升高有关，而其转录激活与H3K18la修饰直接相关。RUBCNL编码的蛋白参与自噬囊泡的形成与延伸，其表达的增强使得癌细胞即便在抗血管生成药物抑制下仍能通过自噬获得能量与物质，从而逃避死亡。 此外，研究发现乳酸可诱导关键自噬调节因子如ATG5、BECN1等基因的转录激活，而这一过程常常伴随乳酰化修饰在其启动子区域的富集。乳酰化还可能调节AMPK、mTOR等信号通路中的节点蛋白功能，进一步推动自噬水平升高。 在营养匮乏、低氧或药物压力下，自噬的增强能显著提升癌细胞的存活率和对治疗的耐受性。因此，乳酰化作为促进自噬活性的关键修饰，其干预成为打破耐药、抑制癌细胞适应性的重要策略之一。 肿瘤微环境中的乳酰化 肿瘤微环境（TME）由癌细胞、免疫细胞、成纤维细胞、血管内皮细胞及其分泌的细胞因子、代谢产物等组成，是调控肿瘤发生、发展、转移及免疫逃逸的关键场所。近年来的研究发现，乳酰化作为一种新型的代谢-表观遗传连接机制，在TME中的免疫调节和炎症反应中发挥着重要作用。乳酸的积累不仅源于癌细胞的异常代谢，也广泛影响TME中非癌细胞的功能与命运，尤其是通过乳酰化修饰对其基因表达和活性状态产生深远影响（图5）。 • CD8⁺ T细胞：CD8⁺ T细胞是抗肿瘤免疫反应的核心效应细胞，但在实体瘤中，这些细胞常常表现出功能耗竭、免疫抑制和代谢障碍的特征。近年来的研究揭示，肿瘤微环境中的乳酸积累通过诱导乳酰化修饰，深刻改变了CD8⁺ T细胞的代谢状态、基因表达和功能命运。 在慢性病毒感染与实体瘤中，CD8⁺ T细胞的耗竭被认为是一个逐步发展的过程，伴随着糖酵解能力下降与线粒体功能障碍。尽管这些T细胞仍在努力维持代谢活动以支持其基本功能，但乳酸的大量堆积会干扰其代谢动态。具体而言，乳酸通过竞争性抑制丙酮酸转运进入线粒体，导致能量代谢转向异常，并诱导蛋白质发生乳酰化修饰。 研究显示，在慢性感染小鼠模型中，耗竭的CD8⁺ T细胞具有更高水平的蛋白乳酰化，特别是在一些调控染色质状态和转录活性的因子上。例如，染色质重塑蛋白TOX是T细胞耗竭的关键调控分子，其表达受到乳酸诱导的表观遗传机制影响。虽然目前尚未明确TOX本身是否直接受到乳酰化修饰，但已有证据显示乳酰化修饰可改变其上游转录调控通路。 此外，在肿瘤模型中，当乳酸被中和或其代谢路径受到干扰（例如通过抑制LDHA），CD8⁺ T细胞的功能可显著恢复，包括产生更多的效应性细胞因子如IFN-γ和TNF-α，并增强细胞毒杀活性。这些发现提示，乳酸通过乳酰化通路对CD8⁺ T细胞形成功能障碍起着关键作用。 值得注意的是，乳酸不仅在T细胞内部诱导乳酰化，还可能通过调节其外部环境（如影响树突状细胞或巨噬细胞对T细胞的激活能力）间接促进T细胞耗竭过程。总的来看，乳酰化正在被认作是一种新的“免疫代谢障碍”标记，它可能成为调节T细胞命运、恢复其抗肿瘤活性的潜在干预靶点。 • 调节性T细胞与自然杀伤T细胞：调节性T细胞（Treg）和自然杀伤T细胞（NKT cell）在肿瘤微环境中承担截然不同但又互相交织的免疫调控功能。Treg以免疫抑制为主，常通过多种机制抑制CD8⁺ T细胞和其他免疫效应细胞，从而支持肿瘤免疫逃逸；而NKT细胞则介于自然杀伤细胞和T细胞之间，既具备识别脂类抗原的能力，也能参与调节性和细胞毒性免疫反应。研究发现，乳酸通过乳酰化修饰的方式，对这两类细胞在肿瘤微环境中的行为施加重要影响。 在Treg方面，乳酸能够促进其稳态维持和免疫抑制功能。一项研究指出，乳酸在TME中的积累可促进Treg摄取乳酸，并利用其作为代谢底物，不仅为Treg提供能量来源，也可能通过诱导组蛋白乳酰化来调控其免疫抑制基因表达。例如，FOXP3是Tregs细胞表型和功能的核心转录因子，乳酸可能通过表观遗传机制增强FOXP3的表达或稳定性，尽管目前仍缺乏直接证据证明FOXP3是否本身发生乳酰化修饰。 此外，乳酸还可能增强Treg对抗氧化压力的耐受能力，从而在氧气与营养有限的肿瘤环境中存活并发挥免疫抑制作用。通过增强Treg的功能，乳酰化实质上帮助癌细胞进一步塑造免疫抑制性的微环境。 相较之下，NKT细胞在乳酸丰富的环境中则表现出活性下降。研究发现，乳酸的积累抑制NKT细胞的增殖与细胞因子产生，如IFN-γ和IL-4的分泌量明显减少，这可能与其内部代谢失衡和潜在的乳酰化相关转录失调有关。虽然目前尚未发现明确的NKT细胞乳酰化靶点，但已有数据支持乳酸抑制其功能的结论。 • 肿瘤浸润性髓系细胞：肿瘤浸润性髓系细胞（TIM）是指肿瘤微环境中一类来源于骨髓的异质性细胞群体，主要包括髓源性抑制性细胞（MDSC）、单核细胞、树突状细胞（DC）及部分未成熟髓系前体细胞。这些细胞广泛参与免疫调节、炎症控制和肿瘤进展，其功能高度受微环境因素调控，尤其是乳酸这一关键代谢物的影响。 乳酸通过乳酰化修饰可深刻改变TIM的表型与功能状态。以MDSC为例，研究发现乳酸能够通过诱导组蛋白乳酰化，促进其免疫抑制相关基因的表达，增强其抑制T细胞增殖和活化的能力。特别是在肿瘤模型中，MDSC中H3K18乳酰化（H3K18la）水平显著升高，这一修饰富集于Arg1和Nos2等免疫抑制基因的启动子区域，推动其转录激活，从而助长免疫逃逸。 在未成熟树突状细胞中，乳酸积累抑制其成熟与抗原呈递能力。一些研究指出，乳酰化修饰可能通过抑制NF-κB信号通路的关键调控元件，抑制MHC类分子的表达，降低其刺激T细胞的能力。这不仅削弱抗原特异性免疫反应，还可能诱导T细胞向耗竭状态偏移。 此外，乳酰化还影响髓系细胞的趋化能力与局部聚集。例如，乳酰化修饰可诱导某些趋化因子的表达（如CCL2、CXCL5等），促进MDSC在肿瘤部位的富集。这一现象在多种癌症中被观察到，提示乳酰化不仅作用于细胞本身功能，还影响其空间定位与免疫网络重塑。 值得注意的是，当前针对髓系细胞乳酰化的研究尚处于初期阶段，但已有充分证据表明其在塑造免疫抑制性微环境中具有重要作用。靶向这些乳酰化途径，有望为逆转免疫抑制、增强免疫治疗缓解率提供新的策略。 • 巨噬细胞：巨噬细胞是肿瘤微环境中最为丰富的免疫细胞类型之一，被称为肿瘤相关巨噬细胞（TAM）。它们具有高度的可塑性，既能呈现M1型的促炎、抗肿瘤表型，也能转化为M2型的免疫抑制、促肿瘤表型。肿瘤微环境中的高乳酸浓度显著影响TAM的极化方向，乳酰化修饰在其中发挥了关键作用。 研究发现，乳酸能够通过促进组蛋白H3K18乳酰化（H3K18la），激活M2型相关基因如Arg1的表达，从而推动巨噬细胞向M2型极化。H3K18la在这些基因启动子区域的富集与p300乙酰转移酶活性密切相关，而这一过程可被p300抑制剂如A485显著阻断。这一机制说明，乳酰化不仅是代谢物累积的副产物，更是一种主动调控基因表达的表观遗传机制。 此外，乳酰化还调控非组蛋白靶点参与TAM功能调节。例如，乳酸诱导延长因子eEF2在巨噬细胞中的乳酰化可抑制其正常的转录延伸活性，进而降低促炎因子（如IL-12）的表达。这种抑制促炎信号的方式，进一步削弱了TAM的免疫激活能力，增强其对肿瘤的支持作用。 在一些肿瘤模型中，TAM中的乳酰化水平升高还与细胞迁移、趋化能力增强相关，提示乳酰化在调节其空间分布和功能协同上具有广泛影响。 更重要的是，TAM的乳酰化调控不仅影响肿瘤本身的进展，也可削弱免疫治疗效果。研究表明，当乳酰化被药理学干预抑制时，TAM极化可部分逆转，CD8⁺ T细胞功能得到恢复，免疫治疗反应显著增强。因此，TAM中的乳酰化被认为是连接癌症代谢与免疫抑制的桥梁，有望成为未来癌症治疗的关键靶点。 • 基质细胞：基质细胞是肿瘤微环境中除免疫细胞以外的重要组成部分，主要包括肿瘤相关成纤维细胞（CAF）、血管内皮细胞和间质干细胞等。它们通过分泌细胞因子、重塑细胞外基质、调控血管生成等方• 式影响肿瘤的发生与进展。近年来的研究表明，乳酰化在调节基质细胞功能方面也发挥着关键作用，尤其在促进肿瘤免疫逃逸、增强耐药性和维持恶性表型方面意义重大。 在肿瘤相关成纤维细胞中，乳酸可诱导一系列关键蛋白发生乳酰化修饰，从而推动这些细胞向促肿瘤表型转化。 在胃癌中，乳酰化参与调控CAF分泌的细胞因子表达。研究发现，乳酸诱导的LIFR乳酰化可激活STAT3信号通路，刺激IL-6与VEGF等促癌因子的分泌。这些因子不仅直接促进肿瘤细胞增殖和血管生成，也可通过旁分泌方式诱导邻近正常成纤维细胞向CAFs表型转化，形成持续性的免疫抑制与肿瘤促进反馈循环。 乳酰化在靶向治疗与免疫治疗耐药中的作用与机制 乳酰化作为连接代谢状态与表观遗传调控的关键机制，正在被证明在多种抗肿瘤疗法的耐药过程中发挥着核心作用。尤其在靶向治疗和免疫治疗领域，乳酰化通过影响癌细胞适应性、自噬通路激活、DNA损伤修复以及免疫微环境重塑，介导了多种耐药机制的建立。 在靶向治疗中，已有研究表明，乳酰化可通过调控癌细胞的自噬反应来促进其对抗VEGF治疗的耐受。例如，在结直肠癌中，贝伐珠单抗耐药的细胞表现出RUBCNL基因表达上调，而这一上调依赖于其启动子区域的组蛋白H3K18乳酰化（H3K18la）。RUBCNL参与调控自噬体的形成，其表达增强可维持癌细胞在抗血管生成治疗下的存活能力，表现出治疗抵抗性。 在DNA损伤应答方面，乳酰化也表现出调控作用。NBS1是一种DNA双链断裂修复因子，其在靶向治疗耐药细胞中存在显著乳酰化修饰。这一修饰可增强其功能，从而使癌细胞在药物诱导的DNA损伤中依然能够修复并存活。在卵巢癌中也观察到类似现象：顺铂耐药细胞中MRE11蛋白的乳酰化升高，提升了其介导的DNA修复能力，减弱了药物的细胞毒性。 在免疫治疗方面，乳酰化同样参与调控肿瘤免疫逃逸。乳酸作为乳酰化的供体底物，其在肿瘤微环境中高浓度积累不仅影响免疫细胞代谢，也通过乳酰化作用调节其表型和功能。例如，在肿瘤相关巨噬细胞中，乳酰化促使其向免疫抑制性M2型极化，增强对CD8⁺ T细胞的抑制作用。同时，乳酰化还激活髓源性抑制细胞（MDSC）中Arg1等免疫抑制因子的表达，加剧免疫抑制环境。 T细胞本身也会受到乳酰化调控。在TME中，乳酸通过诱导T细胞染色质的乳酰化，影响其效应因子的表达，使T细胞趋于耗竭状态，功能下降。此外，调节性T细胞（Treg）在乳酸介导的乳酰化修饰下，其免疫抑制功能进一步增强，从而削弱免疫检查点抑制剂的疗效。 整体来看，乳酰化通过影响癌细胞应激反应机制及免疫细胞功能状态，在靶向治疗和免疫治疗中发挥了促耐药的多层面作用。随着对乳酰化机制的深入研究，该通路可能成为克服耐药、提升疗效的新靶点。靶向乳酸代谢、乳酰化酶类（如p300）或乳酰化修饰本身的策略，正在被探索作为抗肿瘤治疗的新型辅助手段。 图2：组蛋白乳酰化在癌症进展与耐药中的作用与机制 肿瘤中常见的组蛋白乳酰化修饰位点（包括 H3K18、H3K9、H3K14、H3K56 和 H4K12）在癌症的进展与药物耐受过程中广泛参与相关调控机制。 图3：非组蛋白乳酰化在癌症进展与耐药中的作用与机制 肿瘤中非组蛋白的乳酰化可通过多种分子机制调控癌症进展与药物耐受，包括代谢重编程、DNA 损伤修复、肿瘤干性维持、RNA 修饰、细胞死亡以及自噬等过程。 图4：乳酰化在癌症耐药中的作用机制 组蛋白乳酰化可通过转录激活 ABC 转运蛋白、YY1、YBX1、LUC7L2、NEDD4、CCNB1 等基因，从而诱导药物耐受。非组蛋白（如 NBS1、MRE11、XRCC1、METTL3、APOC2、p53 等）的乳酰化同样能够通过不同的信号通路，特别是 DNA 损伤修复通路，参与调控耐药机制。 图5：肿瘤微环境中的乳酰化 在肿瘤微环境的各类组成成分中（如 CD8⁺ T 细胞、调节性 T 细胞（Treg）、自然杀伤 T（NKT）细胞、肿瘤浸润性髓系细胞、巨噬细胞、成纤维细胞及间充质干细胞），均可发生组蛋白及非组蛋白的乳酰化修饰，从而介导癌症的进展与药物耐受。 基于乳酰化的全新治疗策略 新型抑制剂与联合治疗策略的开发 随着乳酰化在肿瘤发生发展中的作用被广泛揭示，越来越多的研究聚焦于围绕这一表观遗传修饰开发新型治疗策略。当前已知的乳酰化调控机制为我们提供了若干潜在的药物靶点，尤其是对催化乳酰化发生与去乳酰化过程的酶类进行精准干预，成为未来抗癌药物研发的重点方向。 首先，组蛋白乙酰转移酶p300被证实不仅具有催化组蛋白乙酰化的能力，也可催化乳酰化修饰，是目前研究最深入的乳酰化“写手”蛋白之一。p300小分子抑制剂A485已被广泛用于实验模型中评估乳酰化的功能抑制。在肿瘤模型中，A485可有效下调组蛋白H3K18la水平，并伴随多种乳酰化靶基因表达的下降，表明通过p300抑制可间接干预乳酰化相关的免疫抑制或促肿瘤功能。此外，还有研究尝试开发靶向CBP/p300双重抑制剂，进一步增强调控乳酰化的药效。 在乳酸来源方面，靶向乳酸代谢相关酶也成为有效策略。例如LDHA作为将丙酮酸转化为乳酸的限速酶，是乳酸生成的关键节点。已有小分子LDHA抑制剂如FX11在体内外实验中显示出抗肿瘤活性，主要机制包括阻断乳酸积累、降低TME酸性，以及减少乳酰化底物供应。部分LDHA抑制剂已进入临床研究阶段，显示出良好的安全性与初步疗效。 在酰基供体调控方面，有学者指出乙酰辅酶A（Acetyl-CoA）与乳酰辅酶A（Lactyl-CoA）水平变化会直接影响乳酰化发生。因此，靶向乳酰辅酶A合成或运输的酶类，如ACSS2等，也可能间接成为乳酰化调控的新靶点。这为代谢与表观遗传交叉干预提供了新的思路。 联合治疗策略方面，乳酰化抑制剂被认为可增强其他疗法的敏感性。例如，将p300抑制剂与PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂联合使用，已在黑色素瘤与结直肠癌模型中显著提高T细胞活性与肿瘤清除效率。此外，在EGFR突变肺癌模型中，乳酰化调控被证实与耐药性密切相关，因此，p300或LDHA抑制剂与EGFR-TKI的联合可能有效延缓或逆转耐药。 值得一提的是，未来还可能开发特异性更高的乳酰化“读者”和“橡皮”靶点（即识别或去除乳酰化的蛋白），但目前尚缺乏成熟工具。随着乳酰化底层机制的进一步揭示，我们有望构建更加系统的乳酰化干预策略，实现代谢-表观遗传-免疫的联合精准治疗。 抗体-药物偶联物 抗体-药物偶联物（ADC）是一类结合了单克隆抗体的靶向性与小分子药物的高效杀伤力的抗肿瘤策略。ADC通过将细胞毒性药物精准运输至肿瘤细胞，实现了“定点爆破”式的治疗方式。近年来，研究者开始尝试将ADC技术与乳酰化通路的调控结合，以探索更为精准且具备表观遗传靶向性的治疗方案。 在这方面，靶向p300的ADC已被提出作为概念性设计。p300作为催化乳酰化和乙酰化的关键酶，参与多种肿瘤驱动基因的转录激活，其异常活化与乳酰化上调密切相关。因此，将小分子p300抑制剂偶联至肿瘤特异性抗体上，使其精准靶向表达特定标志物的肿瘤细胞，可在局部有效降低乳酰化水平，并限制肿瘤的代谢适应性与免疫逃逸能力。 此外，ADC还可以被设计为递送乳酸代谢抑制剂，如LDHA或MCT（乳酸转运蛋白）抑制剂。这种设计不仅能减少肿瘤微环境中乳酸积累，还可间接抑制乳酰化底物的生成，从而实现双重干预。尤其在代谢依赖性强、乳酸水平高的肿瘤类型中，这种靶向代谢-表观调控交叉机制的ADC策略可能具有更高的特异性与安全性。 当前的挑战主要集中在递送效率、选择性和毒性控制上。要想使ADC靶向乳酰化通路真正成为可转化的治疗手段，还需要进一步优化抗体选择、连接子稳定性及药物释放机制。此外，如何识别在不同肿瘤中高表达乳酰化相关靶点（如p300、LDHA）并进行精确标记，也是ADC设计策略中不可忽视的核心问题。 纳米颗粒递送系统 纳米颗粒递送系统作为一种先进的药物传输平台，近年来在癌症治疗中显示出独特优势，尤其是在需要精准调控代谢及表观遗传机制的领域中展现了极大的潜力。针对乳酰化这一新兴表观修饰通路，纳米技术提供了一种有效解决递送效率、稳定性和肿瘤特异性问题的手段。 首先，纳米颗粒可以用于递送乳酸代谢相关抑制剂，如LDHA抑制剂或乳酸转运蛋白（MCT）抑制剂。这些药物通常存在水溶性差、生物利用率低、非靶向毒性大的问题。通过纳米载体进行包裹与递送，可显著改善其药代动力学特征，并减少对正常组织的损伤。例如，脂质纳米粒、聚合物微球或以肿瘤酸性微环境响应为基础的智能纳米结构，均可用于释放调控乳酸生成与运输的活性成分，从而间接抑制乳酰化反应。 更具创新性的策略则是利用纳米系统直接递送乳酰化抑制剂本身，如靶向p300的小分子抑制剂。通过对纳米颗粒表面修饰特定配体（如肿瘤相关抗体或肽段），可实现p300抑制剂在乳酰化异常激活区域的精准释放。这种靶向递送方式，既能提高药物在肿瘤组织的富集程度，又能显著降低外周毒性，增强治疗窗口期的安全性。 此外，纳米颗粒平台还可以用于递送RNA干扰类药物（如siRNA、shRNA或miRNA），靶向调控乳酰化酶（如p300）、乳酸代谢酶（如LDHA）或相关调控通路中的转录因子。由于核酸类药物容易被降解，依赖于细胞内递送，因此纳米系统的保护和转运功能显得尤为关键。 近年来，还出现了一些结合诊断与治疗功能的“纳米诊疗一体化”平台，即所谓的“theranostic”系统。在乳酰化调控中，这些平台不仅可实现靶向药物递送，还能同时追踪乳酰化水平变化、成像肿瘤部位、实时监测治疗反应，为个体化治疗提供支持。 乳酰化调控机制的研究 现状与未来临床转化前景 近年来，乳酰化（lactylation）作为一种新兴的翻译后修饰形式，迅速引起了癌症生物学、免疫学和表观遗传学领域的广泛关注。随着相关研究的不断深入，我们逐渐认识到乳酰化不仅仅是代谢副产物的一种偶发现象，它实际上在调控细胞命运、免疫反应乃至肿瘤微环境重塑中发挥着至关重要的作用。 本综述全面梳理了乳酰化的酶促调控机制，包括其“写手”（如p300）、“读者”和“橡皮”（尚未明确识别）系统，进一步探讨了乳酸与乳酰化之间在代谢-表观遗传层面的交叉联系。在肿瘤背景中，乳酰化被证明可激活或抑制一系列关键基因，如免疫抑制因子、干性维持相关转录因子以及代谢调节基因，从而为肿瘤生长提供有利条件。与此同时，乳酰化还影响着多种免疫细胞类型的功能，包括CD8⁺ T细胞、调节性T细胞、NKT细胞、肿瘤浸润髓系细胞、巨噬细胞与基质细胞，展现出对免疫微环境构建的广泛影响。 然而，尽管乳酰化的功能正在被逐步揭示，但相关机制仍存在大量未知。例如，目前尚缺乏对乳酰化底物选择性、动力学变化以及其与其他修饰如乙酰化、甲基化之间相互作用的系统性理解。此外，乳酰化的“读者”蛋白和“去乳酰化酶”仍未被明确鉴定，限制了我们对其调控机制的精细化解析。 在临床转化方面，针对乳酰化相关通路的治疗策略已初见端倪。无论是p300抑制剂、LDHA抑制剂，还是基于ADC与纳米递送平台的创新设计，都为将乳酰化调控纳入癌症精准治疗提供了可行路径。然而，如何在不干扰正常生理乳酸代谢的前提下，实现特异性调控、靶向干预乳酰化，仍需克服诸多技术与生物学挑战。 更值得注意的是，乳酰化不仅在癌症中展现重要价值，在其他病理状态，如炎症性疾病、自身免疫、感染以及神经退行性疾病中也可能具有尚未发现的调控功能。因此，将乳酰化视为一个跨疾病的通用信号机制，有助于我们建立代谢与表观遗传间更紧密的研究桥梁。 展望未来，乳酰化研究的深化将依赖于多学科交叉融合，包括高通量修饰组学、单细胞转录组学、空间组学、化学生物学工具与人工智能数据挖掘等技术的共同发展。通过揭示其更完整的生理与病理作用谱系，我们有望将乳酰化从一个“观察到的现象”真正转化为“可操控的治疗靶点”。 结论 乳酰化作为一种新发现的表观遗传修饰形式，正逐步揭示其在肿瘤代谢调控、免疫调节及治疗抵抗中的关键作用。从代谢-表观遗传-免疫交叉网络的角度来看，乳酰化不仅是乳酸的功能延伸，更是调控细胞命运的重要机制。尽管当前关于其酶调控机制、靶点特异性和生理功能尚存在诸多未知，但乳酰化在基础研究和临床转化中的潜力已初露锋芒。未来，随着新技术的推动与多学科协作的深化，靶向乳酰化的精准治疗策略有望为肿瘤等多种疾病的干预提供全新的思路与方案。 参考文献：Sun Y, Wang H, Cui Z, Yu T, Song Y, Gao H, Tang R, Wang X, Li B, Li W, Wang Z. Lactylation in cancer progression and drug resistance. Drug Resist Updat. 2025 Jul;81:101248. doi: 10.1016/j.drup.2025.101248. Epub 2025 Apr 21. PMID: 40287994. - 本文内容仅供参考 如有错漏敬请谅解，不吝赐教 加入毕凯今选粉丝群获取更多更新文献资讯~

*仅供医学专业人士阅读参考 乳腺癌是全球最常见的癌症之一，尽管大多数患者在初期得到有效治疗，然而20%至30%的患者在治疗后会因隐匿性微小残留疾病而复发。 微小残留病变中的休眠性弥散肿瘤细胞（DTCs）被认为是乳腺癌复发的根源，这些细胞能够在体内潜伏多年，直到条件合适时重新激活并引发复发。科学家们发现，通过靶向这些休眠肿瘤细胞，或许可以有效阻止乳腺癌的复发。 近日，一篇发表在《自然·医学》的论文提出，一些“老药”可以把这些漏网之鱼逮捕归案！ 美国宾夕法尼亚大学的Lewis A. Chodosh、Angela DeMichele等人完成了这项重要研究。他们先是在乳腺癌小鼠实验中发现，使用氯喹抑制细胞自噬或使用雷帕霉素抑制mTOR信号通路，可以破坏休眠肿瘤细胞的苟且偷生之计，延长小鼠肿瘤复发时间，两种方案联合使用效果更好。 随后他们在197名乳腺癌幸存者中展开了临床试验，测试了安全性更优的羟氯喹与依维莫司的治疗可行性。结果显示，羟氯喹与依维莫司联合治疗下，患者的三年无复发生存率达到了100%，休眠肿瘤细胞的清除率也高达87%。 论文首页截图 为了解休眠肿瘤细胞（DTCs）的逃跑路线，研究者们在临床前研究阶段给小鼠注射HER2诱导型肿瘤细胞，并通过控制多西环素（Dox）来调节HER2的表达；当多西环素撤除时，HER2表达下调，原发乳腺癌肿瘤消退，肿瘤细胞从增殖状态转为休眠状态。由此得到的小鼠DTCs，其基因表达变化与乳腺癌患者的残余疾病相似，且与复发风险密切相关。 研究者们发现，肿瘤细胞从增殖状态转为休眠状态时，伴随自噬活性的增加。使用基因编辑技术删除Atg5、Atg7、Becn1等自噬关键基因，或者采取针对自噬的药理学抑制，比如长期给予小鼠氯喹（CQ），可以明显抑制DTCs的生存，提高乳腺癌小鼠的无复发生存期。氯喹属于氨基喹啉类药物，能够通过抑制溶酶体的功能（降低酸性环境），阻碍自噬体与溶酶体的融合，从而发挥自噬抑制剂的作用。 除了采用自噬抑制剂，研究者们发现抑制mTOR信号通路也能给DTCs带来生存压力。mTOR通路从多个维度掌管着细胞的生死大权，包括生长、增殖、代谢，以及自噬。虽然观察到DTCs为了生存偷偷略微下调了mTOR通路的活性，但小鼠实验结果显示，通过药理学极大抑制mTOR通路活性，不仅可以抑制乳腺癌细胞的增殖，对于残余下来的DTCs的生存而言也是沉重打击。使用mTOR抑制剂雷帕霉素治疗小鼠时，能够有效减少DTCs的存活并延缓复发。 在进一步的前临床研究中，研究者们通过使用羟氯喹（HCQ）和依维莫司（EVE）来分别抑制自噬和mTOR信号通路。HCQ已被广泛用于治疗自身免疫疾病，并且相较于CQ，HCQ具有更好的安全性，而EVE作为FDA批准的mTOR抑制剂，已用于治疗晚期乳腺癌。通过比较不同治疗方案对DTCs的影响，研究者们发现，单独使用HCQ、EVE以及它们的联合治疗，都能够显著减少DTCs数量，延缓肿瘤复发。 在小鼠模型中，研究者还进一步探讨了治疗持续时间对效果的影响。研究表明，治疗持续时间越长，肿瘤细胞负担减少的效果越明显，特别是在EVE和HCQ的联合治疗组中，随着治疗周期的延长，复发的时间显著延迟。这表明，针对DTCs的治疗效果与药物治疗的持续时间密切相关。 通过这些临床前研究，研究者们证明了靶向DTCs自噬活性和mTOR信号通路的潜力，并为临床转化提供了有力的理论支持。 为了将这些发现应用到临床，研究者们设计并实施了CLEVER临床试验。该试验共招募197名乳腺癌幸存者，且在诊断后5年内，骨髓检测显示存在可检测到的DTCs。试验将患者随机分为四组：一组接受HCQ治疗，另一组接受EVE治疗，还有一组接受HCQ与EVE的联合治疗，最后一组患者在经过3个月观察后，才开始联合治疗。 研究结果表明，HCQ、EVE及两者联合治疗均具有较好的治疗耐受性，且仅有一名患者因毒性反应中断了治疗。经过42个月的中位随访，HCQ、EVE和HCQ+EVE组的3年无复发生存率（RFS）分别为91.7%、92.9%和100%。 在所有接受治疗的患者中，那些成功清除了DTCs的患者，其RFS显著提高。三组中，联合治疗组显示出最高的DTC减少率，达到87%。 这项研究的结果为靶向DTCs的治疗策略提供了有力的证据。研究表明，无论是单独使用HCQ和EVE，还是两者联合使用，都能够有效减少DTCs的数量，并在一定程度上提高RFS。基于这些新发现，靶向DTCs的治疗策略或将成为乳腺癌复发预防的新武器，带来更广阔的临床应用前景。 需要注意的是，HCQ和EVE的联合治疗虽然能够更好地清除DTCs，但其耐受性和副作用也不容忽视，尤其是在联合治疗中，部分患者出现了较为明显的毒性反应。因此，未来需要进行更大规模的随机对照试验，以进一步验证这些治疗策略的有效性，并优化治疗方案，减轻副作用。 参考文献： [1]DeMichele, A., Clark, A.S., Shea, E. et al. Targeting dormant tumor cells to prevent recurrent breast cancer: a randomized phase 2 trial. Nat Med (2025). https://doi.org/10.1038/s41591-025-03877-3 本文作者丨张艾迪

LINE-1是人类基因组中占比约17%的逆转座子，也是目前已知唯一能自主进行逆转座（通过RNA中间体在基因组内移动）的遗传元件。其“跳跃”行为可导致基因组损伤，与癌症、衰老相关疾病发生密切相关。因此，解析细胞对LINE-1的调控机制，对维持机体遗传和免疫稳态有重要的生理意义。 2025年8月18日，中国医学科学院病原生物学研究所郭斐课题组联合首都医科大学附属同仁医院房居高团队在EMBO Reports上在线发表题为STING inhibits LINE-1 retrotransposition throughsorting ORF1p to lysosomes for degradation 的研究论文。该研究报道了STING以一种cGAS和干扰素不依赖的方式，与LINE-1 ORF1p发生相互作用，并一同从内质网迁移至高尔基体，最终到达酸性溶酶体进行降解，从而抑制内源性逆转座子LINE-1过度活跃的相关机制。 STING在进化上高度保守，其同源物存在于细菌、黑腹果蝇和海葵中。然而，介导干扰素（IFN）应答的CTT结构域仅存在于脊椎动物和哺乳动物的STING中。祖先STING蛋白没有CTT，但仍能结合CDNs。蝙蝠的STING蛋白关键残基S358发生突变，因此IFN诱导活性较低，但可通过诱导自噬抵御病毒感染。事实上，除了IFN信号通路，哺乳动物STING还被报道可调节自噬、细胞死亡和细胞稳态，这些功能均独立于IFN诱导。这些都提示着，STING在生物体进化过程中一定具有诱导干扰素以外更加保守和重要的生理功能。因此，本研究通过对STING敲除的THP1细胞系进行总RNA测序，进一步探索STING未知的生物学功能。分析测序结果显示，在STING缺失的细胞系中，多种内源性逆转座元件的RNA水平上调。 LINE-1是人类基因组中唯一具有自主转座能力的转座子。内源性逆转座元件的活跃在胚胎和神经系统发育早期有重要作用，但在体细胞中，异常活跃的内源逆转座会对基因组的稳定性带来极大威胁。正常体细胞中通过表观遗传调控（如DNA甲基化、组蛋白修饰）严格调控其表达和活跃。但在衰老、癌症、基因组损伤等状态下，这种抑制被解除，导致LINE-1 mRNA大量转录，其逆转录产生的cDNA中间体或未整合的线性DNA片段逃逸至胞质，形成“胞质异常DNA”，成为cGAS-STING通路的潜在活化因素，产生慢性炎症反应，与衰老相关分泌表型以及多种自身免疫病相关。 在本研究中，通过过表达和敲低STING的方式，利用LINE-1逆转座报告系统，确证了STING对LINE-1逆转座活性的调控作用。进一步通过突变STING干扰素相关活性位点（S358A和S366A）以及截短CTT结构域，以及敲除cGAS或TBK1等方式，发现STING调控内源逆转座不依赖于cGAS及干扰素的产生，而需要STING ER定位、二聚化等活性区域。 通过观察STING/ORF1p 复合物在细胞内的定位，发现其随着STING发生Trafficking，经内质网-高尔基体复合体（ERGIC）到达高尔基体。结合溶酶体抑制剂以及蛋白酶体对STING抑制LINE-1逆转座的影响，发现STING通过溶酶体途径对LINE-1ORF1p进行降解。进一步对STING诱导自噬相关分子进行沉默（ATG5、ATG9a、ULK1、Beclin1、P62等）结合LC3II共定位实验，发现STING抑制LINE-1逆转座不依赖于自噬反应。通过突变STING溶酶体相关基序E282A/D283A，结合免疫荧光，发现STING与ORF1p复合物被分选到Rab7和LAMP1阳性溶酶体进行降解。这项研究不仅拓展了对STING生物学功能的理解，更有助于我们认识cGAS-STING通路对于生命早期进化的重要意义，也为LINE-1异常活化相关疾病的治疗提供了新的思路。 国医学科学院病原生物学研究所郭斐研究员、首都医科大学附属同仁医院房居高主任医师为共同通讯作者。中国医学科学院病原生物学研究所黄羽助理研究员、许丰雯副研究员、同仁医院王灵娃医师为共同第一作者。 原文链接：https://www.embopress.org/doi/full/10.1038/s44319-025-00551-0 制版人： 十一 学术合作组织 （*排名不分先后） 战略合作伙伴 （*排名不分先后） · 转载须知 【非原创文章】本文著作权归文章作者所有，欢迎个人转发分享，未经作者的允许禁止转载，作者拥有所有法定权利，违者必究。 BioArt Med Plants 人才招聘 近期直播推荐 点击主页推荐活动 关注更多最新活动！