乳酸化作用增强了乳酸脱氢酶A的活性，并通过促进肺腺癌中DNA的非同源末端连接来提高对顺铂的化疗耐受性

《Advanced Science》：Lactylation Enhances the Activity of Lactate Dehydrogenase A and Promotes the Chemoresistance to Cisplatin Through Facilitating DNA Nonhomologous End Junction in Lung Adenocarcinoma

研究发现乳酰化通过增强LDHA酶活性形成正反馈循环，导致细胞内乳酸积累，调控DNA非同源末端连接修复蛋白（如FEN1、XRCC5、XRCC6）的乳酰化水平，从而促进肺癌进展并降低顺铂敏感性。关键乳酰化位点为K81和K318，由AARS1介导，SIRT2负责去乳酰化。该机制揭示了代谢重编程与DNA修复的互作网络，为肺癌靶向治疗提供新思路。

　　乳酸化是一种与糖酵解过程密切相关的新近发现的翻译后修饰现象，其在肿瘤进展中的作用正在逐步被揭示。该研究聚焦于乳酸脱氢酶A（LDHA）在肺腺癌（LUAD）中的乳酸化调控机制，并探讨其如何通过影响DNA非同源末端连接（NHEJ）过程来增强肿瘤细胞对顺铂（cisplatin）的耐药性。研究发现，LDHA不仅作为糖酵解的关键酶参与乳酸生成，其自身也可能发生乳酸化修饰，这种修饰能够通过正反馈机制增强LDHA的活性，从而进一步推动细胞内的乳酸化水平。这一发现不仅深化了我们对乳酸化与糖酵解之间调控机制的理解，也为开发针对LDHA的新型抗肿瘤策略提供了理论基础。

在正常细胞中，糖酵解主要作为细胞获取能量的途径，而在肿瘤细胞中，这一过程被显著改变，形成所谓的Warburg效应。Warburg效应指的是肿瘤细胞即便在有氧环境下也倾向于通过糖酵解快速产生能量，这一现象使得细胞内的乳酸积累显著增加。研究发现，LDHA在这一过程中起着关键作用，它不仅负责将丙酮酸转化为乳酸，还可能通过自身乳酸化进一步增强其功能。通过筛选实验，研究确定了LDHA的两个关键乳酸化位点：赖氨酸81（K81）和赖氨酸318（K318），并发现丙氨酰-tRNA合成酶1（AARS1）是负责催化LDHA乳酸化的乳酰转移酶。这些结果表明，LDHA的乳酸化不仅影响其自身活性，还可能通过调控其他蛋白质的乳酸化水平，进而影响细胞的整体代谢状态。

进一步研究发现，LDHA的乳酸化水平与肿瘤细胞的增殖和迁移能力密切相关。通过敲除LDHA并观察其对细胞乳酸化水平的影响，研究发现LDHA的缺失显著降低了细胞的乳酸化水平，同时也抑制了细胞的增殖和迁移能力。然而，当LDHA被重新表达后，这些抑制效应被部分逆转，表明LDHA的乳酸化对于维持其功能和促进细胞活动具有重要作用。这一发现为理解LDHA在肿瘤细胞增殖中的作用提供了新的视角，也揭示了乳酸化修饰在肿瘤生物学中的重要性。

研究还发现，LDHA的乳酸化通过正反馈机制影响细胞内其他蛋白质的乳酸化水平。这一机制可能通过促进乳酸的生成，从而为细胞内的乳酸化修饰提供更多的修饰底物。这种正反馈机制不仅加强了LDHA的活性，还可能通过影响其他蛋白质的乳酸化状态，进一步增强细胞的代谢活性和DNA修复能力。例如，通过质谱分析，研究发现多个与DNA非同源末端连接（NHEJ）相关的蛋白质，如FEN1、XRCC5和XRCC6，可能受到LDHA乳酸化的影响。乳酸化水平的降低显著抑制了这些蛋白质之间的相互作用，从而影响了NHEJ复合体的形成，导致DNA修复功能的减弱，使得肿瘤细胞对顺铂的敏感性增加。

此外，研究还发现，SIRT2可能是LDHA乳酸化的“擦除酶”。SIRT2通过其去乙酰化活性影响LDHA的乳酸化水平，进而调控细胞内的乳酸化状态。通过过表达SIRT2，研究发现LDHA的乳酸化水平显著下降，而SIRT2的抑制则会增加LDHA的乳酸化水平。这一发现表明，SIRT2在调控LDHA乳酸化过程中起着关键作用，其活性可能影响细胞内的代谢和DNA修复能力。这种“擦除酶”与“添加酶”的平衡可能在肿瘤细胞的代谢调控和DNA修复机制中发挥重要作用。

在细胞层面，研究通过多种实验方法，包括Western blot、质谱分析和共免疫沉淀，揭示了LDHA乳酸化对DNA修复蛋白的影响。例如，当LDHA的乳酸化水平降低时，FEN1-RAD1-RAD9A-HUS1复合体的形成受到显著抑制，这可能影响DNA修复效率。同时，LDHA的乳酸化还能增强XRCC5和XRCC6的相互作用，这些蛋白质是NHEJ过程中的关键组分。这些结果表明，LDHA的乳酸化在DNA修复过程中起着至关重要的作用，其调控可能成为影响肿瘤细胞对化疗药物敏感性的关键因素。

研究还探讨了乳酸化在肿瘤治疗中的潜在应用。通过构建体内肿瘤模型，研究发现LDHA的乳酸化状态与肿瘤细胞对顺铂的敏感性密切相关。在LDHA乳酸化水平较低的肿瘤细胞中，顺铂的治疗效果更为显著，而LDHA乳酸化水平较高的细胞则表现出更强的耐药性。这一发现提示，通过调控LDHA的乳酸化水平，可能能够增强肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，从而提高治疗效果。

综上所述，本研究揭示了LDHA乳酸化在肺腺癌进展中的关键作用，并阐明了其通过正反馈机制增强自身活性，进而影响DNA修复能力的分子机制。这些发现不仅加深了我们对乳酸化修饰在肿瘤生物学中的理解，也为开发新的抗肿瘤策略提供了理论依据。通过靶向LDHA的乳酸化修饰，可能能够有效增强肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，从而为临床治疗提供新的思路。