蛋白乳酸化修饰通过调控非同源末端连接通路促进肺腺癌放射抵抗的多组学机制研究

本研究针对肺腺癌中新型蛋白酰化修饰的功能机制展开探索，通过Western blot筛选发现乳酸化(Kla)、巴豆酰化(Kcr)和琥珀酰化(Ksu)修饰丰度较高。研究人员采用免疫沉淀联合高精度质谱技术，在A549细胞中鉴定出3110个Kla位点、16653个Kcr位点和4475个Ksu位点，首次揭示Ku70/80等非同源末端连接(NHEJ)关键蛋白的乳酸化修饰。实验证实抑制乳酸化可降低NHEJ修复效率并增强放疗敏感性，为肺腺癌治疗提供新靶点。

　　

在肿瘤生物学领域，蛋白翻译后修饰(PTMs)如同给蛋白质"穿上功能外衣"，通过添加化学基团改变蛋白质活性。近年来，乳酸化修饰(Kla)作为新型PTMs崭露头角——当肿瘤细胞发生瓦氏效应(Warburg effect)产生过量乳酸时，这些乳酸分子会像"分子标签"一样共价结合到蛋白质赖氨酸残基上。有趣的是，先前研究发现Kla能通过调控同源重组(HR)修复蛋白影响肿瘤治疗抵抗，但它在肺腺癌中是否通过其他DNA修复途径发挥作用仍是未解之谜。

针对这一科学问题，重庆大学附属肿瘤医院放射治疗中心的研究团队在《Scientific Reports》发表重要成果。他们首先通过Western blot筛选发现肺腺癌细胞系A549和H1299中Kla、Kcr和Ksu三种酰化修饰显著富集。随后采用免疫沉淀联合高分辨率质谱(LC-MS/MS)技术，绘制出肺腺癌细胞的"修饰图谱"：鉴定到1220个乳酸化蛋白含3110个Kla位点，其中46.97%位于细胞核内。

Global proteomic profiling of lung adenocarcinoma cell
研究团队发现核定位的Kla修饰蛋白主要参与mRNA代谢过程，而Ksu修饰蛋白则富集于线粒体功能相关通路。通过Motif-X算法分析，首次揭示Kla修饰具有"LKGPK"等特征性氨基酸序列模式。

The involvement of protein lactylation in nonhomologous end joining pathway
最突破性的发现是Kla修饰直接调控非同源末端连接(NHEJ)通路。质谱鉴定显示DNA修复核心蛋白Ku80在K543位点、Ku70在K570等多个位点存在乳酸化修饰。当使用抑制剂Oxamate阻断乳酸化后，流式细胞术检测发现NHEJ修复效率显著降低，克隆形成实验证实细胞放疗敏感性增强。

这项研究建立了肺腺癌蛋白修饰的全局数据库，首次阐明乳酸化通过NHEJ通路影响放射抵抗的分子机制。从技术层面看，研究整合了Western blot筛选、免疫沉淀富集、高精度质谱分析和功能验证实验，特别是采用EJ5-GFP报告系统定量评估NHEJ效率。

研究结论指出，肿瘤细胞特有的代谢环境促使乳酸化修饰在DNA修复蛋白上异常富集，这种"代谢-表观遗传"交叉调控为理解肺腺癌治疗抵抗提供了新视角。该发现不仅拓展了对PTMs调控网络的认识，更为开发靶向乳酸化修饰的放射增敏策略奠定了理论基础。值得关注的是，研究中鉴定的Ku70 K570等特异性修饰位点，可能成为未来精准医疗的潜在干预靶标。