Cell子刊最新研究:乳酸“逆袭”为信号分子,激活骨骼肌自噬促进运动适应

2025-11-18

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  近年来,越来越多的研究表明,细胞自噬在运动过程中会被激活,并在调节机体代谢健康中发挥核心作用。然而,骨骼肌自噬在运动状态下的分子调控机制仍未被完全揭示。

  2025年11月11日,江南大学食品学院王莉教授、李言研究员,以及中科院上海营养与健康研究所应浩研究员、安利纽崔莱营养健康研究中心团队在Cell Chemical Biology发表了最新研究成果——

  题为《Lactylation of mTOR enhances autophagy in skeletal muscle during exercise》的论文。

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  该研究揭示了:运动过程中产生的乳酸能够通过修饰mTOR蛋白的特定位点,从而增强骨骼肌细胞自噬功能,这一机制为理解运动带来的健康益处提供了全新视角。

  乳酸不只是“代谢废物”,更是自噬信号触发器

  研究团队发现,在运动状态下,体内乳酸水平迅速上升,而这种代谢产物并非只是能量代谢的“副产物”,它在肌肉细胞中扮演了细胞自噬的正向调控角色。

  当研究人员利用基因编辑手段让小鼠缺失肌细胞内的乳酸脱氢酶A(LDHA)后,乳酸水平显著下降,这些小鼠的骨骼肌出现了明显异常,表现为细胞自噬受损、代谢紊乱。

  这一结果提示——乳酸并非无用的代谢残余,而是维持骨骼肌健康的关键信号分子。

  揭示新机制:乳酸化修饰调控mTORC1活性

  在分子机制层面,研究团队发现乳酸通过促进mTOR蛋白第921位赖氨酸(K921)的乳酸化修饰,从而抑制mTORC1复合物的活性,最终增强细胞自噬。

  相反,当mTOR的K921位点发生突变,无法完成乳酸化修饰时,mTORC1信号持续处于激活状态,导致自噬功能下降,肌肉细胞代谢受阻。

  这意味着,乳酸化(lactylation)作为一种新型蛋白质翻译后修饰,在运动诱导的骨骼肌适应中扮演了“分子开关”的角色。

  重新定义乳酸:代谢与信号的双重身份

  这项研究颠覆了传统认知,将乳酸从单纯的代谢副产物重新定义为调控运动适应的信号分子。

  通过mTOR蛋白K921位点的乳酸化修饰,乳酸不仅参与能量代谢,更直接调控自噬过程,维持肌肉稳态。

  研究结果为理解“运动如何将代谢变化转化为细胞适应反应”提供了新的理论框架,也为肌肉衰退、代谢紊乱及相关疾病的干预策略开辟了新的方向。

  未来展望:从运动机制到疾病治疗的新启示

  王莉教授团队的这一发现,为未来运动生理学与代谢疾病研究带来了重要启示:

  通过调控乳酸信号通路或乳酸化修饰过程,或许有望开发新的代谢疾病治疗药物,改善肌肉功能障碍。

  乳酸,这个曾被视为“疲劳标志”的分子,正逐渐展现出它在健康调控与代谢平衡中的真正力量。

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