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运动期间乳酸“化身信号分子”,驱动骨骼肌自噬新机制被揭示

发布时间:2025-11-18 10:36:57 相关企业:问药网

  2025年11月11日,江南大学食品学院王莉教授、李言研究员联合中国科学院上海营养与健康研究所应浩研究员,以及安利纽崔莱营养健康研究中心团队,在《Cell Chemical Biology》发表最新研究成果——题为 “Lactylation of mTOR enhances autophagy in skeletal muscle during exercise” 的论文。

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  该研究首次发现,运动过程中产生的乳酸并非代谢废物,而是一种关键的信号分子,通过诱导mTOR蛋白的乳酸化修饰,促进骨骼肌细胞自噬,揭示了运动促进机体健康的全新分子机制。

  乳酸从“代谢副产物”转变为“信号使者”

  长期以来,乳酸被视为运动后导致疲劳的代谢副产物。然而,这项研究颠覆了这一传统认知。研究人员发现,运动引起的乳酸升高可直接激活肌细胞自噬系统,帮助细胞清除受损结构,从而维持能量平衡与代谢稳态。

  在实验中,研究团队通过动物模型和细胞实验发现,当肌细胞中乳酸脱氢酶A(LDHA)缺失导致乳酸水平下降时,小鼠骨骼肌出现显著异常,包括自噬活动减弱和能量代谢障碍。这说明乳酸本身具有重要的调控功能,而不仅仅是代谢的副产物。

  mTOR蛋白乳酸化:运动调控自噬的核心分子机制

  研究进一步揭示了乳酸调控肌肉自噬的分子基础。结果显示,乳酸能够促使mTOR蛋白第921位赖氨酸(K921)发生乳酸化修饰。

  这一修饰会抑制mTORC1复合物的活性,从而增强自噬过程。

  当研究人员将mTOR的K921位点突变后发现,自噬能力显著下降,且mTORC1保持持续活化状态。这说明K921乳酸化是控制骨骼肌自噬的关键“开关”,它能精确地感应运动期间的代谢变化,并将乳酸信号转化为细胞自噬反应。

  乳酸驱动的蛋白修饰机制重塑运动生理认知

  这项工作不仅揭示了乳酸参与调控自噬的新机制,还提出了一个全新的概念框架:乳酸驱动的蛋白质翻译后修饰——乳酸化(lactylation)。

  该修饰可作为分子信号开关,将运动过程中产生的代谢流转化为细胞层面的适应性反应,帮助肌肉维持功能稳态与健康状态。

  研究团队指出,这一发现从机制上解释了“为什么运动有益健康”,并为未来开发针对肌肉衰减、代谢综合征及线粒体功能障碍等疾病的新疗法提供了潜在方向。

  总结:从能量代谢到信号转导的转变

  这项研究从根本上重新定义了乳酸的生物学角色——它不仅是运动后能量代谢的产物,更是调控骨骼肌适应性反应的重要信号分子。通过诱导mTOR蛋白K921位点的乳酸化修饰,乳酸能够抑制mTORC1活性并增强细胞自噬,为肌肉代谢健康提供保护。

  这一突破性发现,为运动促进健康的分子基础提供了新视角,也为代谢性疾病与肌肉退行性疾病的精准干预开辟了全新研究路径。

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