特别策划 | “蛋白雕塑的艺术家”—乳酸化修饰发现5周年研究成果回顾

景杰生物 | 报道

细胞生命活动会产生数千种的代谢小分子，包括α酮戊二酸、S-腺苷甲硫氨酸、乙酰辅酶A及巴豆酰辅酶A等可以作为底物参与表观遗传学修饰比如甲基化、乙酰化及巴豆酰化等。其中作为糖酵解终产物的乳酸，长久以来被视作无氧条件下细胞呼吸代谢产生的“废物”，同时也是著名的Warburg效应的重要产物，然而，其在生理和病理过程中的作用被忽视。

直到2019年芝加哥大学赵英明教授课题组发现，代谢过程中积累的乳酸可以作为前体物质导致组蛋白赖氨酸发生乳酸化修饰（点击链接详细阅读：Nature重大突破：全新组蛋白乳酸化修饰调控癌症和炎症等疾病）。该成果一经发布，便获得了学术界的广泛关注。其不仅为蛋白质的翻译后修饰研究开辟新的领域，还拓宽了代谢调控的边界，将乳酸及乳酸化的研究推向了新的高度。

近年来，乳酸化修饰的研究空前活跃，成果频出。据统计，自乳酸化修饰发现以来，景杰生物乳酸化修饰服务与产品应用文章发表250+篇，仅2024年上半年，就有120+篇，平均影响因子10，其中包含3篇Cell、Nature正刊文章。多年来的研究发现乳酸化修饰在多种细胞中存在，且其不仅在细胞命运调控、细胞信号传递、基因表达调控以及细胞代谢等过程中发挥关键作用，也在炎症反应、免疫调节、肿瘤微环境的构建、心脑血管功能的维持中展现了独特而深远的生物学意义。

今年正值乳酸化修饰发现5周年，在此，我们特别总结了这5年内乳酸化修饰在不同领域中的重要研究成果，希望能从多个方面向各位老师展示乳酸化修饰研究的巨大潜力，同时也期望能为各位老师带来科研思路的启发和理论、实践参考：

01

癌症进展机制研究

02

临床疾病致病机制研究

03

心血管疾病致病机制研究

04

神经系统疾病致病机制研究

05

耐药机制研究

06

细胞生物学领域研究

07

分子生物学领域研究

08

植物领域研究

09

发育生物学领域研究

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其他

景杰评述

通过上述案例，我们可以总结出乳酸化修饰组学的2大应用方向：1.调控机制的研究：包括鉴定催化中间产物lactyl-CoA产生的酶；揭示组蛋白乳酸化修饰的位点特异性功能；组蛋白乳酸化修饰的'writer'、' eraser '和' reader'等；2. 生理病理功能研究：很多生理病理过程高度依赖糖酵解并产生乳酸，比如，肿瘤的发生发展、缺血性心脑疾病、免疫细胞激活、无氧运动代谢等。研究这些生理病理过程中的乳酸修饰参与的功能和调控机制对于深入认识疾病发生过程和未来临床应用具有重要意义。

此外，通过解析多个案例，我们可以总结出普遍运用的研究思路，例如：研究首先从表型观察出发，通过运用乳酸化修饰泛抗体筛选、代谢组学或蛋白组学分析等技术发现乳酸/乳酸化与表型相关，而后运用乳酸化修饰组学技术锁定到关键蛋白的修饰位点并探究其功能，进一步运用丰富的乳酸化位点特异性抗体、CUT&Tag技术等进行功能验证和机制探究，最终回归到临床意义或生物学意义的解析。这样一套全流程的分析便可覆盖从基础机制研究到临床应用的多个方面，值得大家参考借鉴。

景杰生物作为乳酸化修饰研究的领跑者，截至目前，已累计完成1000+个项目、10000+例样本的乳酸化修饰定量分析。依托于行业领先的质谱平台优势，景杰生物从上万例样品中积累了丰富的乳酸化研究经验，并解锁了常规样本的5万+乳酸化修饰位点的鉴定纪录，对于超微量样本 (0.2-0.4 mg肽段)，景杰也持续攻克难关，现可满足超微量样本的乳酸化检测要求。重要的是，景杰生物可提供“从WB预筛选，乳酸化修饰组学分析，到运用丰富的乳酸化位点特异性抗体进行功能验证，再到后续的CUT&Tag分析”等全流程服务。