Molecular Cancer
乳酸在人类健康中的不可或缺作用
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本文系统总结了乳酸在能量代谢、表观遗传调控、免疫调节及疾病进展中的多维功能,揭示了其作为代谢产物、信号分子和表观遗传调控因子的多重角色,为癌症和代谢相关疾病的治疗提供了新靶点。
文献概述
本文《Lactate: elucidating its indispensable role in human health》,发表于Molecular Cancer杂志,回顾并总结了乳酸在细胞代谢、基因调控、免疫功能及疾病发展中的核心作用。研究强调乳酸不仅是糖酵解的产物,还可通过乳酸化修饰影响基因表达、促进肿瘤微环境的免疫抑制、血管生成和肿瘤转移。同时,乳酸在中枢神经系统、心血管系统及肿瘤微环境中的功能被深入解析,为靶向乳酸代谢、运输及下游信号通路的治疗策略提供了理论基础。背景知识
乳酸长期以来被认为是代谢废物,主要在缺氧或高强度运动中产生。然而,近年来研究发现,即使在有氧条件下,乳酸也在多个组织中持续生成并参与能量代谢、信号传导及表观遗传调控。乳酸通过单羧酸转运蛋白(MCTs)在细胞间运输,也可作为信号分子激活GPR81受体,影响cAMP和PI3K-AKT通路。此外,乳酸可作为乳酸化修饰的供体,影响组蛋白及非组蛋白的结构和功能,进而调节基因表达和免疫稳态。在肿瘤微环境中,乳酸积累促进免疫逃逸、血管生成和疾病进展,使其成为癌症治疗的重要靶点。在神经退行性疾病、心血管疾病及代谢综合征中,乳酸信号通路同样具有关键作用。尽管已有多种小鼠模型用于乳酸相关研究,但乳酸在不同疾病模型中的动态调控机制及其临床转化路径仍需进一步探索。
研究方法与实验
本文通过整合多种实验模型和临床研究,系统分析乳酸在不同生理和病理环境下的代谢、运输及功能机制。研究采用基因编辑细胞模型、动物模型和代谢组学方法,探讨乳酸对组蛋白乳酸化(Kla)和非组蛋白乳酸化的影响,以及其在免疫细胞(如巨噬细胞、DC、T细胞)功能调节中的作用。此外,通过敲除或过表达MCT1、MCT4、GPR81、p300、HDAC3等关键蛋白,研究乳酸转运、信号传导及表观遗传修饰的调控机制。研究还结合临床数据,分析乳酸代谢通路在肿瘤、感染及神经退行性疾病中的预后价值。关键结论与观点
研究意义与展望
本研究为乳酸在代谢、免疫和表观遗传调控中的核心作用提供了系统性综述,强调其作为治疗靶点的潜力。未来需深入探索乳酸修饰的‘reader’蛋白、动态调控机制及其在疾病模型中的翻译价值。同时,乳酸相关代谢抑制剂的临床转化研究(如AZD3965)仍处于早期阶段,需更多临床试验验证其疗效与安全性。
结语
本文全面解析了乳酸的代谢来源、转运机制及其在生理与病理状态下的多功能调控作用。乳酸不仅参与能量代谢,还在表观遗传修饰、免疫抑制、肿瘤微环境重塑及神经退行性疾病中发挥关键作用。研究揭示了乳酸作为信号分子的新兴角色,并为靶向乳酸代谢、转运及下游通路的治疗策略提供了理论基础。未来研究需进一步验证乳酸修饰的生理相关性,探索其在疾病模型中的调控网络,为癌症、自身免疫病及代谢相关疾病提供新的干预靶点。乳酸生物学研究的深入将推动其在转化医学中的应用,特别是在免疫代谢与肿瘤微环境调控方面。





