国自然热点——乳酸化

啥是乳酸化？乳酸化又和各类疾病有什么关系呢？

乳酸化修饰（Lactylation）是指在细胞代谢过程中，乳酸的积累修饰组蛋白上的赖氨酸残基。作为一种蛋白翻译后的修饰类型，在肿瘤发生、败血症和免疫疾病发生中发挥重要的作用。有研究证实，乳酸化修饰是乳酸发挥功能的重要方式，参与糖酵解相关细胞功能、巨噬细胞极化、血管功能、线粒体、神经系统调控等重要生命活动，可为肿瘤、免疫等领域的研究指引新方向。

本期仍旧提供三篇文献，今天给大家带来的是1篇相对分值不高的文章，先体验一下套路框架，后面两篇文章会带大家深度挖掘一下乳酸化的研究形式。

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细品文献前我们先来看看乳酸化现在的研究行情吧~

从pubmed数据来看，乳酸化从2013年才有文章上线。每年上线的文章总体呈现上升趋势，但到去年也就只有67篇。

既然上线的文章不多，那国自立项情况如何呢？项目的数量和资助的金额总体也是上升的。

总的来说，如果对表观遗传、RBP等大热的机制不感兴趣了，可以尝试乳酸化换个新口味。说了那么多，乳酸化怎么研究呢？接下来就奔主题，先看看低分文章如何研究乳酸化的吧... ...

文献题目是：

Lactate-induced lactylation inskeletal muscle is associated with insulin resistance in humans.

去年8月刚热乎乎的发表在 Front Physiol杂志上（IF=4.755）。

Figure 1 人类骨骼肌乳酸化与肥胖和胰岛素敏感性的相关性

作者发现了一种趋势：肥胖个体的骨骼肌乳酸化水平高于瘦个体（13%，p = 0.09）。通过性别进一步分析乳酸化水平时发现，肥胖女性的骨骼肌乳酸化水平亦高于瘦的女性（19%，p < 0.05，图1A-1B）。同时，在所有个体中，空腹骨骼肌乳酸化与空腹血浆乳酸水平呈正相关（r = 0.47，p < 0.05，图1C）。Matsuda指数测量发现，胰岛素敏感性和肌肉的乳酸化水平呈负相关（r = -0.37，p < 0.05，图1D）。

Figure 2 人骨骼肌乳酸化与骨骼肌氧化代谢标志物呈负相关

相关性分析发现，骨骼肌乳酸化水平与骨骼肌乳酸脱氢酶（LDH）呈正相关（r = 0.46，p < 0.05，图2A）、与线粒体标记物COXIV呈负相关（r = -0.45，p < 0.05，图2B）。免疫印迹检测实验发现，肥胖者LDH-A高于体型偏瘦的，但是COXIV的表达高于体型偏瘦的（图 3B）。在对一些个体单独研究发现，与丙酮酸相关的复合物I在通透性肌纤维中的氧化磷酸化水平（OXPHOS）与骨骼肌乳酸化呈负相关（r = -0.71，p < 0.05，n = 8，图2D）。

Figure 3 乳酸诱导原代人骨骼肌细胞中IRS-1丝氨酸磷酸化

来看看细胞水平的实验结果：用不同浓度的乳酸处理HSKMC细胞24小时后，IRS-1蛋白636位丝氨酸上的磷酸化水平以剂量依赖的方式增加（p < 0.05，图3A）。在低糖（5.6 nM）和高糖（20 nM）培养基干预下，尽管HSkMC细胞中IRS-1总蛋白含量升高（约50%，p < 0.05，图3B），但LDH-A表达降低（约55%，p < 0.05），IRS-1蛋白 636位丝氨酸磷酸化水平降低（约48%，p < 0.01，图3B）。

Figure 4 乳酸诱导原代人类骨骼肌细胞中发生乳酸化

用乳酸处理原代HSkMC细胞24小时后，蛋白乳酸化以剂量依赖的方式增加（p < 0.005，图4）。为了确定内源性乳酸生成对骨骼肌乳酸化的影响，将HSkMC细胞给予增加浓度的葡萄糖、糖酵解化学抑制剂和LDH siRNA干预（图5A）。结果显示，肌管暴露增加（20 vs. 5.6 mM），高糖干预24小时后，乳酸积累增加（p < 0.05，图5B，D）、细胞乳酸化增加（约20%，P< 0.05，图6 A-C）。

接下来用2-DG（一种葡萄糖类似物，可以竞争性地抑制葡萄糖-6-磷酸的产生）对HSkMC细胞处理24小时，结果发现培养基上清液中的乳酸浓度降低（p < 0.05，图5B），同时以剂量依赖的方式降低了骨骼肌细胞乳酸化程度（p < 0.01，图6A）。

LDH-A化学抑制剂肟酸钠处理HSkMC细胞24h后，培养物中的乳酸浓度降低（约44%，p < 0.05，图5C）、细胞乳酸化程度降低（约18%，p < 0.05，图6B）。

最后，HSkMC细胞分别给予低和高浓度葡萄糖培养基培养，同时用LDH siRNA（LDH-A蛋白含量降低55%）干预，同样发现培养基中乳酸浓度降低（约36%，p < 0.05，图5D）、细胞乳酸化程度降低（约15%，p < 0.05，图6C）。

到此，一篇低分乳酸化的文章解读完毕，是不是很简单？

文章的思路不复杂，先是大数据的分析发现骨骼肌乳酸化与肥胖/胰岛素抵抗相关，然后分析骨骼肌乳酸化与氧化代谢产物的相关性。两次的相关性分析证实了猜想后，接下来就是细胞水平做验证。细胞实验的设置也比较简单，先找乳酸化位点，再通过不同的干预方式，确认位点的正确性。

文章通篇都在讲乳酸化，思路虽简单，但是与骨骼肌相关的临床实验数据获取难度较大。但体外实验数据就相对比较简单，培养基中乳酸浓度测定采用乳酸分析仪即可，细胞乳酸化程度主要是采用WB的方法检测乳酸化泛抗体pan-kla的表达。

好啦，关于乳酸化的低分文献解读就到这里啦

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我们下一篇不见不散~

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