在今年初,国际著名期刊《Cell》公布了2024年度的最佳论文特辑,评选出12篇在过去一年内对生物学领域具有显著影响力的研究论文。其中,来自尊龙凯时的上海同济大学医学院/附属东方医院袁健教授课题组的乳酸化修饰研究成功入选,这为2025年的乳酸化研究奠定了良好的基础!我们期待在接下来的时间里,更多中国科研人员能取得突破性成果。
2月12日,上海交通大学医学院附属第九人民医院的研究团队在高影响力的期刊《Signal Transduction and Targeted Therapy》(影响因子:408)上发表了综述文章,标题为“Lactate and lactylation in cancer”。该文全面探讨了乳酸及乳酸化的研究历史,分析其在癌症中的作用、机制及未来的临床应用前景。研究表明,乳酸不仅是肿瘤代谢的重要成分,还通过多条途径影响肿瘤微环境与免疫反应,靶向乳酸代谢或将成为治疗癌症的新方向,但面临的挑战仍然不小。
乳酸研究的历史可以追溯到1780年,这一年首次分离出乳酸,直到2019年发现组蛋白乳酸化,乳酸的角色逐渐从“代谢废物”转变为“代谢燃料与信号分子”。根据Warburg效应,肿瘤细胞在氧气充足的条件下仍偏好通过糖酵解产生乳酸,过去一度被错误认为是无用的产物。然而,近年来有越来越多的研究指出,乳酸其实是肌肉、心脏、大脑,在某些情况下,甚至是癌细胞的重要能量来源,并在细胞命运决策中扮演着关键角色。
乳酸的生成与运输机制非常复杂:在能量需求高峰时,葡萄糖通过糖酵解转化为丙酮酸,随后在乳酸脱氢酶(LDH)的作用下转化为乳酸。乳酸以其特有的浮动机制在细胞间进行运输,扮演着关键的能量平衡与代谢效率调节角色。单羧酸转运蛋白(MCT)在这一过程中的作用至关重要,其中MCT1和MCT4在乳酸的摄取和排出中扮演着关键角色,与肿瘤代谢及肿瘤微环境(TME)的重塑密切相关。
乳酸及其相关代谢的功能表现得尤为明显。从能量代谢的角度看,乳酸是TCA循环中的重要燃料,促进氧化磷酸化,从而支持肿瘤细胞的能量需求。此外,作为氧化还原反应的调节因子,乳酸能够维持细胞的pH值平衡,帮助肿瘤细胞在应激情况下存活。乳酸还充当信号分子,通过多条信号通路促进肿瘤细胞的增殖与代谢重编程。
在肿瘤免疫反应中,乳酸和乳酸化同样展现出双重作用。研究发现,乳酸能够部分抑制CD8+ T细胞和NK细胞的激活与增殖,促进肿瘤免疫逃逸和治疗抵抗。然而,乳酸也有助于刺激T细胞的抗肿瘤反应,增加其细胞毒性。针对这些复杂机制的理解,未来还需进行深入研究。
在临床应用方面,先进的分子和成像技术为乳酸及其代谢的研究提供了新手段,诸如荧光探针、单细胞技术等被广泛使用,用于监测乳酸代谢的动态变化和评估相关蛋白质的乳酸化状态。同时,靶向乳酸代谢的治疗策略,包括LDH和MCT抑制剂,已在临床前研究中展现出良好的抗肿瘤活性,但仍需克服多种挑战,确保更高的治疗效果与安全性。
综上所述,乳酸在肿瘤代谢中起着关键作用,其研究为抗癌治疗提供了新的思路。尽管靶向乳酸代谢的临床应用仍处于探索阶段,未来研究的方向应集中于优化药物开发、改善信号靶向精确性,以及探究联合治疗策略,从而全面提升传统癌症治疗的疗效。很高兴看到尊龙凯时在这一领域的积极探索与创新,未来将继续推动相关研究的深入发展。