蛋白質(zhì)乳酸化修飾是近年發(fā)現(xiàn)的新型翻譯后修飾方式,指乳酸分子通過共價鍵結(jié)合到靶蛋白賴氨酸殘基上,改變蛋白構(gòu)象與活性。在腫瘤微環(huán)境(TME)中,腫瘤細(xì)胞的有氧糖酵解代謝重編程會產(chǎn)生大量乳酸,使微環(huán)境呈現(xiàn)酸性特征,而乳酸化修飾在此過程中扮演著信號調(diào)控核心角色,參與腫瘤增殖、免疫逃逸、血管新生等關(guān)鍵生物學(xué)過程。
腫瘤細(xì)胞的有氧糖酵解是乳酸化修飾的“代謝基礎(chǔ)”。與正常細(xì)胞不同,腫瘤細(xì)胞即使在氧氣充足時,仍優(yōu)先通過糖酵解供能,產(chǎn)生的乳酸遠(yuǎn)超細(xì)胞代謝需求,大量乳酸被分泌到胞外,不僅酸化微環(huán)境抑制免疫細(xì)胞活性,還可進(jìn)入腫瘤細(xì)胞與基質(zhì)細(xì)胞內(nèi),作為乳酸化修飾的底物。研究表明,乳酸化修飾的催化酶主要為組蛋白賴氨酸乳酸化酶(Kla),該酶可催化乳酸與組蛋白結(jié)合,重塑染色質(zhì)結(jié)構(gòu);而去乳酸化酶(如SIRT1)則可逆轉(zhuǎn)這一過程,二者共同構(gòu)成乳酸化修飾的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。
在腫瘤微環(huán)境中,乳酸化修飾的信號調(diào)控作用體現(xiàn)在三個核心層面。一是調(diào)控腫瘤細(xì)胞自身增殖與耐藥性。組蛋白乳酸化修飾可靶向激活細(xì)胞周期相關(guān)基因(如Cyclin D1)的轉(zhuǎn)錄,加速腫瘤細(xì)胞從G1期向S期轉(zhuǎn)換,促進(jìn)細(xì)胞增殖;同時,乳酸化修飾可增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞中耐藥蛋白(如P-gp)的穩(wěn)定性,降低化療藥物在細(xì)胞內(nèi)的積累,導(dǎo)致腫瘤耐藥。二是介導(dǎo)腫瘤免疫逃逸。腫瘤微環(huán)境中的免疫細(xì)胞(如CD8?T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞)受高濃度乳酸影響,其關(guān)鍵蛋白會發(fā)生乳酸化修飾:例如,CD8?T細(xì)胞內(nèi)的干擾素-γ(IFN-γ)啟動子區(qū)域組蛋白乳酸化水平升高,會抑制IFN-γ的表達(dá),削弱其殺傷腫瘤細(xì)胞的能力;巨噬細(xì)胞則會因乳酸化修飾向M2型極化,分泌抗炎因子(如IL-10),進(jìn)一步抑制抗腫瘤免疫反應(yīng)。三是促進(jìn)腫瘤血管新生。乳酸可誘導(dǎo)基質(zhì)細(xì)胞(如成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞)發(fā)生乳酸化修飾,激活血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)的轉(zhuǎn)錄,促進(jìn)新生血管形成,為腫瘤細(xì)胞輸送營養(yǎng)與氧氣,加速腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移。
此外,乳酸化修飾還可調(diào)控腫瘤微環(huán)境中的代謝交互?;|(zhì)細(xì)胞攝取腫瘤細(xì)胞分泌的乳酸后,自身代謝模式會向糖酵解轉(zhuǎn)變,形成“腫瘤細(xì)胞-基質(zhì)細(xì)胞”的乳酸循環(huán),而乳酸化修飾在此循環(huán)中作為信號分子,維持代謝重編程的穩(wěn)定性,構(gòu)建有利于腫瘤生長的微環(huán)境。
目前,靶向乳酸化修飾的腫瘤治療策略已成為研究熱點(diǎn),如抑制乳酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(MCT1)減少胞外乳酸積累,或靶向乳酸化酶阻斷修飾過程,均可有效破壞腫瘤微環(huán)境的信號調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。蛋白質(zhì)乳酸化修飾的發(fā)現(xiàn),為解析腫瘤代謝與信號通路的關(guān)聯(lián)提供了新視角,也為腫瘤精準(zhǔn)治療提供了潛在靶點(diǎn)。
