《Molecules》：Lysine Lactylation Writers: Enzymatic Versus Non-Enzymatic Mechanisms, Isomer Specificity, and Therapeutic Implications
赖氨酸乳酸化（Kla）是连接细胞代谢与表观遗传调控的关键修饰，但其化学本质较最初的认识更为复杂。该修饰包含两条在手性与催化逻辑上存在差异的生成途径：酶促L-乳酸化（KL-la）与非酶促D-乳酸化（KD-la）。2024年，对映体分辨技术的突破阐明了二者的调控起源：KL-la主要由糖酵解通量驱动，而KD-la则依赖于乙二醛酶系统（glyoxalase system）的功能缺失。这种化学双重性意味着"谁书写乳酸化"不再是简单的酶学归属问题，而是高度依赖情境的判断。本综述批判性评估了依赖乳酰辅酶A（lactyl-CoA）的KAT家族、依赖乳酰腺苷酸（lactyl-AMP）的AARS家族以及HDACs非经典催化活性的功能证据，尤其分析了底物浓度悖论、被宣传为泛Kla（pan-Kla）抗体的对映体模糊性，以及Kla与乙酰化共享酶学机制所导致的因果混杂。在此基础上，构建了以位点水平净通量（site-level net flux）为核心的整合调控模型。在治疗层面，靶向乳酸化通路的策略展现出初步的转化前景，但多数干预措施仍同时扰动乙酰化程序。未来的突破可能取决于通量测量工具的开发、对映体分辨检测的标准化，以及从单靶点抑制向基于修饰谱分层策略的转变。
**1. 引言**
乳酸（L-lactate）在生物学中的角色经历了从糖酵解终产物到能量底物、再到表观遗传供体的范式转变。2019年，Zhang等通过质谱与同位素示踪证明，L-乳酸可在p300催化下经乳酰辅酶A（lactyl-CoA）共价连接至组蛋白赖氨酸ε-氨基，形成Kla并直接调控转录。然而，Kla的化学空间自始便比乙酰化复杂：L-乳酸具有手性，L-乳酸化（KL-la）、源自糖酵解副产物甲基乙二醛（MGO）的D-乳酸化（KD-la）以及N-ε-羧乙基赖氨酸（Kce）具有相同的名义质量偏移（+72.021 Da），常规检测难以区分。2024年，Di Zhang与Yingming Zhao团队利用手性衍生化HPLC结合异构体特异性抗体，首次在组蛋白上系统区分KL-la、KD-la与Kce，证明生理条件下KL-la为优势异构体并由糖酵解选择性驱动，而KD-la与Kce仅在GLO2缺失或MGO蓄积时显著升高。该工作既为异构体分辨提供了化学基础，也直接动摇了此前将这些试剂当作泛Kla抗体使用的结论可靠性。随着被宣传为泛Kla（实为抗L-乳酸化）抗体与定量质谱的广泛应用，乳酸化修饰谱迅速从组蛋白扩展至非组蛋白，在代谢酶（如PDHA1、CPT2）、DNA损伤修复蛋白（MRE11、NBS1）、RNA修饰酶及转录调控因子中均鉴定到功能性Kla位点。这一扩展将核心问题推向前台：谁在"书写"乳酸化？p300/CBP最先被报道可利用乳酰辅酶A催化组蛋白乳酸化，随后GCN5、HBO1、TIP60、MOF等乙酰转移酶也被发现在体外或细胞内具有乳酸化活性。更为复杂的是，2024年AARS1/2被鉴定为不依赖乳酰辅酶A的乳酰转移酶，经乳酰腺苷酸（lactyl-AMP）中间体将L-乳酸直接连接至赖氨酸；随后ACSS2与GTPSCS被证明是真正的乳酰辅酶A合成酶，为酶促L-乳酸化提供上游底物；此外，I类HDACs（HDAC1–3）被发现在特定代谢条件下逆转其经典去乙酰化方向而催化赖氨酸乳酸化，进一步模糊了书写者与擦除者的传统功能边界。然而，候选书写者的快速扩张并未带来共识，反而暴露出一系列证据层面的问题：多数研究结论高度依赖重组蛋白体外实验或抗L-乳酸化抗体富集信号，除少数方法学基准研究外，缺乏位点分辨的化学计量数据；部分细胞内证据未区分L-与D-乳酸化，甚至未排除MGO来源的非酶促修饰；不同实验室就同一蛋白（如p300或AARS1）是否具有生理性乳酰转移酶活性得出不一致结论。鉴于这些分歧无法由单一实验范式解决，近期综述倡导分层证据评估框架，推动乳酸化研究从"检测即成立"迈向"位点分辨、异构体明确、因果可检验"的标准。因此，有必要在批判性证据评估基础上重新审视乳酸化书写者研究现状：在异构体分辨的化学前提下，对候选书写者的证据进行分级，剖析争议的方法学根源，并据此构建可检验的调控模型与治疗转化框架。
**2. 乳酸化生成机制的双重性**
**2.1 酶促L-乳酸化：两种并行激活策略**
L-乳酸缺乏直接酰化赖氨酸所需的亲电性，必须先被活化为高能中间体。细胞进化出两条并行策略：硫酯途径（乳酰辅酶A）与磷酸酐途径（乳酰腺苷酸）。乳酰辅酶A途径在化学上类似乙酰化：L-乳酸经CoA硫酯化后，由具有赖氨酸酰基转移酶活性的蛋白完成酰基转移。然而与乙酰辅酶A相比，乳酰辅酶A面临根本的理化约束：其胞内稳态浓度极低，定量分析显示哺乳动物细胞中乳酰辅酶A丰度仅约为乙酰辅酶A的1/1000。p300对乳酰辅酶A的Km处于微摩尔范围，理论上可在局部富集条件下支持催化，但核内乳酰辅酶A的原位浓度从未被直接测定。这一悖论须从局部而非总体乳酰辅酶A池加以评估：乳酰辅酶A代谢具有亚细胞区室化特征，核内GTPSCS与ACSS2作为专用乳酰辅酶A合成酶，生成与p300/CBP、KAT2A等组蛋白乳酰转移酶复合物物理偶联的核内乳酰辅酶A池。因此，全细胞乳酰辅酶A丰度（通常报道比乙酰辅酶A低数个数量级）不应作为反对p300/CBP介导乳酸化的独立论据；功能相关参数是递送至染色质相关受体赖氨酸的局部乳酰辅酶A浓度，其可能显著高于总体测量所暗示的水平。该局部池模型为底物浓度悖论提供了合理解释，但定量通量分配数据仍然缺乏。Zhu等（2025）发现ACSS2可在5–20 mM L-乳酸浓度下生成乳酰辅酶A，并与KAT2A形成物理复合物催化H3K14la与H3K18la；然而ACSS2对乙酸与L-乳酸的表观选择性比率尚未系统测定，且其核转位依赖S659磷酸化（受AMPK/AKT调控），提示该乳酸化功能是条件性事件而非组成性活性。GTPSCS（琥珀酰辅酶A合成酶α亚基，SUCLG2）是更出人意料的候选乳酰辅酶A合成酶，这一TCA循环酶在胶质瘤细胞中转位至细胞核并与p300形成复合物，以约15.3 mM的Km从L-乳酸生成乳酰辅酶A，该Km值与实体瘤微环境中的L-乳酸浓度相匹配，但其如何与经典琥珀酰辅酶A合成酶活性在结构上兼容——是通过底物混杂性还是构象开关——仍不清楚。重要的是，原发表于Cell Metabolism的研究为GTPSCS介导乳酰辅酶A合成（而非琥珀酰辅酶A合成）提供了关键依据与实验证据：使用生理浓度琥珀酸与L-乳酸的竞争实验显示，相关条件下L-乳酸而非琥珀酸是GTPSCS的底物；在TCA循环中，ATP特异性琥珀酰辅酶A合成酶（ATPSCS）是首选酶，而GTPSCS并非如此；此外，GTP与ATP浓度对GTPSCS或ATPSCS执行相关反应具有关键影响。这些发现共同为GTPSCS的情境依赖性乳酰辅酶A合成提供了依据，并有助于解释其核内功能。AARS1/2的乳酰腺苷酸机制绕过了乳酰辅酶A瓶颈。Li等（2024）证明AARS1/2以微摩尔亲和力结合L-乳酸（AARS1 Kd = 16.7 μM，AARS2 Kd = 7.5 μM），经ATP依赖方式生成乳酰腺苷酸后转移至赖氨酸。AARS1位于胞质，乳酸化YAP、TEAD1及p53（K120/K139，抑制DNA结合）等非组蛋白靶点；AARS2位于线粒体，乳酸化PDHA1（K336）与CPT2（K457/K458），其功能获得性突变通过过度乳酸化促进卵巢早衰。然而，近期遗传学与生化研究表明，AARS1/2缺失并不降低整体Kla，且乳酸化与乙酰化由不同酶介导。更准确的描述可能是：AARS1/2是高选择性的L-乳酸感受器与位点特异性乳酰转移酶，而非泛Kla书写者——其L-乳酸结合口袋介导特异性识别，L-乳酸结合触发构象激活，其乳酰转移酶活性独立于经典编辑功能。
**2.2 非酶促D-乳酸化**
D-乳酸化始于MGO，后者是糖酵解中磷酸丙糖非酶促去磷酸化不可避免的副产物。相邻半胱氨酸残基可经半硫缩醛中间体促进MGO对赖氨酸的Nε-羧烷基化。GLO1将MGO与GSH缩合形成LGSH，GLO2将LGSH水解为D-乳酸。LGSH的硫酯键具有内在酰基转移潜能，可经分子内S→N转移修饰相邻赖氨酸形成KD-la。GLO2是限速酶：活性正常时LGSH半衰期极短，KD-la生成速率低；GLO2下调时LGSH蓄积，为自发酰基转移提供时间窗口——NF-κB信号通过TTP介导的mRNA衰减特异性下调GLO2，导致SLG胞质蓄积，RelA K310的D-乳酸化削弱NF-κB转录活性以恢复免疫稳态。D-乳酸化在真核与 prokaryotic 生物中均作为代谢调控机制存在，小鼠睾丸组蛋白同时携带L-与D-乳酸化修饰。宿主来源D-乳酸经乙二醛酶途径生成，参与巨噬细胞与脑组织的免疫应答调控，并与炎症消退及神经免疫通讯相关。曹雪涛团队（2025）揭示了该途径的效率放大机制：相邻半胱氨酸先与LGSH形成S-D-乳酸化硫醇中间体，再经S→N转移修饰邻近赖氨酸，大幅拓宽了底物空间。在先天免疫激活中，NF-κB通过TTP介导的mRNA衰减下调GLO2，建立免疫激活下调GLO2、LGSH蓄积、D-乳酸化升高的正反馈环路。治疗上，GLO2抑制剂DiFMOC-G在急性炎症与IBD模型中显示疗效，其机制被解释为刻意提升D-乳酸化以触发免疫调节输出；然而D-乳酸化的底物谱、可逆性与功能机制几乎完全未知，鉴于其可逆性极弱，长期药理提升的累积效应与安全性仍有待评估。
**2.3 异构体分辨的方法学转折点**
酶促KL-la与非酶促KD-la化学结果的相似性（均在赖氨酸上添加乳酰基，质量偏移72.021 Da）长期使其难以通过常规质谱与抗体检测区分。2024年前可得的商品化抗Kla抗体（包括首批PTM Bio试剂）均针对L-乳酰肽制备，因此最准确的描述应为抗L-乳酸化抗体，尽管其并未被如此专门标注；其对D-乳酸化与Kce的反应性很少经手性方法验证，不应被视为经验证的、对映体不可知的泛Kla抗体。因此，2019至2023年间基于被宣传为泛Kla的抗体或无手性分辨质谱数据发表的大量乳酸化研究，可能报道的是KL-la、KD-la与Kce的加权混合信号。2024年，Di Zhang与Yingming Zhao团队的正交分辨策略解决了这一方法学瓶颈，首次实现组蛋白位点水平的对映体分辨定量，确立了"KL-la由糖酵解通量驱动、KD-la由乙二醛酶功能缺失驱动"的独立调控模型。2025年小鼠睾丸数据进一步揭示位点水平的手性偏好，但其反映的是局部MGO浓度异常、GLO2表达差异，还是D-乳酸化的选择性去修饰机制，仍需进一步研究。
**3. 候选乳酸化书写者及其分类**
目前报道具有乳酸化催化活性的酶均为其他酰化修饰或代谢途径的"兼职"参与者。按催化机制可分为依赖乳酰辅酶A的KAT家族、依赖乳酰腺苷酸的AARS家族、可逆催化的HDAC家族以及原核书写者（YiaC）。表1总结了各候选酶的证据概况。
**3.1 依赖乳酰辅酶A的KAT家族**
在依赖乳酰辅酶A的书写者中，p300/CBP是首个被证明可利用乳酰辅酶A催化组蛋白乳酸化的酶，其乳酰转移酶活性得到多种独立实验方法支持，而非仅依赖体外酶学。2019年，Zhao等证明HEK293T细胞中p300过表达或敲低可改变整体组蛋白乳酸化，无细胞重组染色质实验证实p300直接在组蛋白上沉积乳酰基；后续研究通过HCT116与HEK293T细胞p300敲低、巨噬细胞p300干扰以及p300/CBP与其他酰基转移酶过表达进一步扩展了这些发现。功能上，p300敲低降低hnRNPA1乳酸化，而GCN5、PCAF或AARS1敲低不产生相同效应，支持一定程度底物选择性。除组蛋白外，CBP/p300还被报道乳酸化DNA修复因子MRE11 K673（响应DNA损伤）、CRYAB K92、KU70 K317及HMGB1等非组蛋白。上述遗传学、过表达、敲低与生化数据共同确立p300/CBP为作用于多种组蛋白与非组蛋白底物的真正乳酰转移酶；未解问题因此不是p300/CBP能否书写Kla，而是其位点特异性与情境依赖性贡献如何相对于并行途径进行定量分配。p300对L-乳酰辅酶A的Km处于微摩尔范围，表明其在L-乳酸浓度升高时具备催化乳酸化的动力学基础；Cu
2+可通过静电结合组蛋白Glu95选择性抑制乳酸化。然而2025年一项研究发现I类HDACs（1/2/3）可直接催化乳酸化，是维持细胞整体基础Kla水平的主要驱动者，提示p300/CBP依赖的乳酰辅酶A转移可能并非整体Kla形成的主导途径，尽管其在特定底物或生物学情境下的作用仍需进一步界定。随后Liu等（2025）发现GTPSCS可转位至细胞核与p300形成复合物，在染色质附近原位生成乳酰辅酶A从而驱动H3K18la，这一"局部底物供应"模型为核内p300/CBP介导的乳酸化书写提供了空间机制解释。KAT2A/GCN5通过与ACSS2形成物理复合物参与乳酸化：Zhu等（2025）利用免疫共沉淀与邻近连接实验证实ACSS2直接结合KAT2A，ACSS2将L-乳酸转化为乳酰辅酶A、KAT2A利用该底物催化H3K14la与H3K18la，共同构成高效局部催化单元。KAT8/MOF被报道偏好乳酸化，其代表性底物eEF1A2 K408乳酸化促进结直肠癌细胞翻译延伸与增殖；此外KAT2B/PCAF被鉴定为PGK1 K353的乳酰转移酶，参与肝纤维化进程；KAT5/TIP60乳酸化NBS1并参与DNA损伤应答与化疗耐药；KAT7/HBO1具乳酸化催化活性；HAT1底物包括RPA1 K88la与PD-L1 K75/K178la，后者经糖基化依赖机制增强PD-L1稳定性并促进免疫逃逸。值得注意的是，非酶促D-乳酸化机制亦被揭示：GLO2底物SLG在炎症条件下蓄积，经半胱氨酸介导的S→N转移非酶促修饰相邻赖氨酸，RelA K310la可反馈抑制NF-κB活性。这些KAT家族成员与非酶促途径在特定代谢条件与底物情境下展现乳酸化书写能力，但其活性强度与生理贡献需在特定细胞环境中评估。
**3.2 依赖乳酰腺苷酸的AARS家族**
AARS1/2不依赖乳酰辅酶A，而是直接利用ATP将L-乳酸活化为乳酰腺苷酸，进而完成赖氨酸酰基转移。AARS1与AARS2的核心发现分别来自2024年研究，证明AARS1可乳酸化YAP上多个赖氨酸位点，增强YAP–TEAD互作及下游转录；p53 DNA结合域乳酸化可削弱其抑癌活性。AARS2则乳酸化线粒体中的PDHA1与CPT2，影响丙酮酸氧化与脂肪酸氧化。此外，AARS2介导的H3K18la被报道参与肠缺血–再灌注损伤中的铁死亡调控。
**3.3 HDAC家族的非经典催化功能**
HDAC家族成员传统上被视为去乙酰化酶，但近期研究发现部分成员在特定条件下可催化乳酸化，表现非经典书写活性。2025年，Gonzatti等报道I类HDACs（HDAC1–3）在高L-乳酸条件下可催化乳酸化，其Zn
2+-水/酸催化体系对酰基供体转移方向无内在限制，净反应方向由底物与产物的质量作用定律决定。HDAC6提供了另一显著例证：其经典底物α-微管蛋白K40乙酰化位点亦可被乳酸化，提示"底物锚定–酰基混杂"模型，即酶先通过与底物蛋白的非催化性互作锚定，再依据局部酰基供体浓度决定转移乙酰基还是乳酰基。实验证据显示HDAC6可在体外催化α-微管蛋白K40乳酸化，细胞研究支持其在微管上作为乳酰转移酶的功能。这些发现扩展了HDAC家族的功能谱，使其从纯粹"擦除者"转变为可依代谢环境双向调控酰化修饰的双功能酶，但其书写活性的方向性与生理相关性仍需在更多细胞情境中验证。
**3.4 原核书写者**
在大肠杆菌中，YiaC被鉴定为赖氨酸乳酰化酶，而CobB（Sir2同源物）作为去乳酸化酶，二者共同调控多个内源性Kla位点。原核系统提供了更简单的进化模型：YiaC与哺乳动物KAT家族序列同源性低，其乳酸化活性的存在提示乳酸化的酶促能力可能在KAT家族扩张之前即已出现。
**4. 书写者争议与方法学局限的批判性评估**
**4.1 p300/CBP**
作为首个被鉴定的组蛋白乳酸化书写者，p300/CBP已通过体外酶学、细胞敲低/过表达及遗传扰动实验得到广泛验证。这些研究为p300/CBP可利用乳酰辅酶A催化组蛋白乳酸化提供了有力证据。然而重要的定量问题依然存在：p300/CBP对乳酰辅酶A的催化效率低于对乙酰辅酶A，且胞内乳酰辅酶A浓度约比乙酰辅酶A低1000倍。这一底物可及性差距并不否定p300/CBP功能，但提出了其在生理条件下如何贡献位点特异性Kla的未解问题。药理学抑制带来进一步复杂性：在LDHA/B双敲除细胞中，外源L-乳酸可恢复Kla水平，而p300/CBP抑制剂A485并不能完全阻断该恢复。该结果提示可能存在不依赖p300/CBP的乳酸化途径；但不应据此认为p300/CBP不是主要乳酰转移酶，因为A485可能存在靶点结合不完全，且补偿机制或其他书写者亦可能发挥作用。同样重要的是，p300/CBP作为乳酰转移酶的证据建立在遗传学与生化实验——过表达、敲低与体外重构——之上，而非仅依赖A485敏感性。局部底物通道模型进一步调和了这一表观悖论：核内GTPSCS与ACSS2原位生成乳酰辅酶A，该局部生成池可在稀释进入总体酰基辅酶A池之前被染色质相关p300/CBP直接利用；因此全细胞乳酰辅酶A丰度低并不能排除p300/CBP在特定染色质位点的定量显著贡献。AARS1/2的发现提供了可与p300/CBP并行而非替代其作用的非乳酰辅酶A依赖机制。因此，p300/CBP作为乳酰转移酶已充分确立，但其对整体Kla的定量、位点特异性与情境依赖性贡献仍待确定。
**4.2 AARS1/2**
2024年AARS1/2的鉴定为乳酸化增添了非乳酰辅酶A依赖途径：AARS1/2直接将L-乳酸活化为乳酰腺苷酸，再将乳酰基转移至赖氨酸。该机制可与依赖乳酰辅酶A的乳酸化并行而非替代。多项基因敲除实验支持GTPSCS或ACSS2介导的乳酰辅酶A合成在乳酸化中的关键作用；相比之下，AARS1/2的体内遗传功能缺失证据仍然有限，且AARS1/2敲低实验需谨慎对照，因为这些酶是必需的氨酰-tRNA合成酶，其蛋白丰度降低可能继发性影响整体翻译与细胞适应性。因此，AARS1/2蛋白水平定量、回补实验及整体翻译对照至关重要，仅基于敲低而无此类对照的结论可能产生误导。体外生化分析显示AARS1与AARS2对L-乳酸的解离常数分别为16.7 μmol/L与7.5 μmol/L，提示AARS2对L-乳酸亲和力更高。分子对接实验鉴定了AARS1催化域内L-乳酸结合位点（R77、M100、W176、V218、D239），这些位点全部突变可完全消除乳酰转移酶活性。然而近期研究修正了AARS1/2的"泛书写者"模型：AARS1/2并非通用Kla书写者，乳酸化与乙酰化由不同酶介导，其底物谱似乎更集中于YAP、p53、PDHA1、CPT2与cGAS等非组蛋白；其组蛋白乳酸化贡献因此有待进一步界定。更重要的是，AARS1/2的功能模式受L-乳酸与丙氨酸相对丰度影响，丙氨酸作为天然竞争性抑制剂占据同一结合口袋。在Warburg效应所致乳酸蓄积条件下，AARS1/2可能从经典氨酰-tRNA合成酶功能转向乳酰转移酶活性。这一底物竞争机制提示代谢物浓度可直接决定酶的功能偏向，而非仅依赖酶本身的构象变化或翻译后修饰。
**4.3 HDACs**
I类HDACs（HDAC1–3）在乳酸化调控中的作用尤为复杂。一方面，HDAC1-3是主要的去乳酸化酶，HDAC3在体外去除L-与D-乳酸化赖氨酸均表现出显著效率；另一方面，2025年一项研究发现其可在特定条件下逆转反应方向催化Kla形成。其净功能方向可能取决于L-乳酸浓度梯度：低L-乳酸条件下倾向去乳酸化，高L-乳酸条件下可能转向书写方向。这种条件依赖性使HDAC1-3的"书写者"身份具有情境依赖性，不适合简单归入固定类别。HDAC6的情况有所不同：体外研究提示HDAC6具去乳酸化酶活性，但细胞证据主要支持其作为α-微管蛋白K40特异性乳酰转移酶的功能。将HDAC6归类为"双功能酶"仍缺乏对去乳酸化酶活性的充分验证；Sun等（2024）研究明确指出HDAC6在体外显示双重酶活性，但在细胞中主要作为乳酰转移酶发挥作用。这一差异凸显了体外与体内条件（如底物浓度、辅因子可及性与蛋白复合物形成）对酶功能方向的决定性影响。
**4.4 方法学盲区与异构体区分挑战**
被宣传为泛Kla抗体的对映体模糊性是最严重的方法学问题。实践中，2024年前销售的抗体（包括原始PTM Bio泛乳酸化试剂）均针对L-乳酰肽制备，应视为抗L-乳酸化抗体；其对映体特异性很少经手性分辨严格验证，不能假定其可等同报告D-乳酸化或Kce。因此，用这些试剂获得的早期"Kla"信号应主要解释为L-乳酸化信号，并需以异构体分辨方法重新评估。KL-la、KD-la与Kce分子量相同、结构相似，常规质谱与免疫测定难以区分；直至2024年Di Zhang与Yingming Zhao团队通过正交判别技术解决了这一问题，但该技术平台尚未广泛应用于非组蛋白乳酸化研究，大量已报道的"乳酸化位点"仍需通过手性分辨方法重新验证。早期研究在"总Kla"层面混合了不同化学性质的修饰事件，使不同实验室数据难以直接比较。Kla与Kac共享酶学机制是另一重要干扰来源：p300/CBP与HDAC1-3同时调控乙酰化与乳酸化，抑制或激活这些酶时两种修饰可能同时改变，难以确定因果关系。一篇2026年综述明确指出，在同一赖氨酸位点，Kla与Kac及其他酰化修饰代表竞争性修饰状态而非简单叠加效应。因此，H3K18la或总Kla信号升高不应简单解释为固定转录输出，而须结合染色质区域、邻近修饰组合与靶基因表达谱综合评估。
**4.5 阅读器研究的滞后**
阅读器是乳酸化调控网络中最薄弱的环节。早期仅鉴定出三个Kla阅读器：BRG1、DPF2与TRIM33。2025–2026年，BRD9、AF9与ZCWPW2相继被验证为阅读器，并报道了多个候选者（表2）。其中AF9经其YEATS结构域识别H3K9la，其低亲和力识别被解释为阈值感应机制：仅当局部乳酸化蓄积达到一定阈值时才发生有效招募，可能是一种防止噪声信号触发转录响应的"门控"设计。ZCWPW2可同时识别H3K18la与H3K9me3，成为首个报道的乳酸化–甲基化双标记阅读器。然而所有新鉴定的阅读器均需更多独立验证，非组蛋白Kla的阅读器报道仍十分稀少，制约了对乳酸化功能输出的系统认识。
**4.6 证据层级的批判性审视**
鉴定一个书写者通常需要递进证据：细胞功能验证、体外酶活测定、底物位点验证与生理功能验证。p300/CBP与AARS1/2争议较大并非因证据不足，而是因其研究更深入、局限暴露更充分。相比之下，一些候选书写者看似"无争议"很大程度上是因为研究不足。同时，证据强度与生理贡献并非同一概念：催化功能得到充分验证并不必然意味着该酶是生理条件下Kla的主要贡献者。对p300/CBP而言，体外催化活性已充分确立，但其对乳酰辅酶A的低效利用及A485的不完全阻断效应使其定量贡献悬而未决；这一不确定性不应被视为反对p300/CBP功能的证据，而是表明仅凭药理学抑制无法界定生理通量。类似地，AARS1/2提供了非乳酰辅酶A依赖途径，但其体内遗传证据相比GTPSCS、ACSS2等依赖乳酰辅酶A的酶仍然有限。未来应建立标准化体外酶活测定，在相同条件下比较各候选书写者的催化效率（kcat/Km），并结合代谢通量分析、位点分辨化学计量与遗传功能缺失模型评估各书写者的生理权重。除经典KAT、AARS与HDAC家族外，近期研究在不同细胞情境中鉴定了更多兼职酶与潜在书写者：例如NAA10被鉴定为酸性肿瘤微环境中NSUN2 K508的乳酰转移酶，驱动铁死亡抵抗；KAT6B成为代谢性肝病中最显著失调的乳酰转移酶，催化TNFRSF25 K396乳酸化加剧铁死亡；S100A9与ACAT1亦分别作为心肌缺血–再灌注损伤与溃疡性结肠炎中的替代性乳酸化调控因子。在原核系统中，变形链球菌Gcn5相关N-乙酰转移酶超家族成员GNAT13将乳酰基转移至RpoA（K173），从而抑制生物膜形成。这些候选者因机制深度有限被归为"初步"或"候选"层级，但其凸显了乳酸化酶学谱系的扩展，值得进一步遗传验证。
**5. 乳酸化擦除者、阅读器及其与其他翻译后修饰（PTMs）的交互**
乳酸化并非由书写者单向决定的静态标记：其净水平由书写与擦除之间的动力学平衡决定，功能输出由阅读器的识别效率与选择性过滤，信息内容则嵌入由乙酰化、甲基化、泛素化与RNA修饰构成的PTM网络之中。
**5.1 擦除者**
SIRT家族：NAD
+依赖性将乳酸化擦除与能量状态直接偶联。SIRT1、SIRT2与SIRT3均被报道具有去乳酸化酶活性。从化学角度看，SIRT催化的去酰化以NAD
+为共底物，通过形成ADP-核糖基化酰基中间体完成酰胺键水解；乳酸化与乙酰化底物的差异在于α-碳上额外的羟基，该羟基如何影响SIRT活性位点催化循环仍缺乏结构生物学数据。已报道底物包括：SIRT1去乳酸化H3K18la，并对非组蛋白底物YAP与PKM2表现擦除活性；SIRT3在线粒体中去乳酸化PDHA1。HDAC1-3：方向性竞争。I类HDACs被报道同时具有去乳酸化酶与乳酸化书写活性；基础代谢条件下HDAC1-3可能维持净去乳酸化酶活性，而在L-乳酸极度蓄积且乙酸耗竭的特定微环境中净方向可能逆转。该假说验证需要位点水平净通量测定，而此类通量分析目前在乳酸化领域鲜有报道。此外，HDAC8被报道去乳酸化PRMT1，从而影响精氨酸甲基化与肿瘤转移。原核CobB的去乳酸化酶功能在大肠杆菌中有遗传学证据，但其哺乳动物同源物（SIRT家族）与CobB的功能对应关系并非直接对应。
**5.2 阅读器**
迄今报道的Kla阅读器包括BRG1、DPF2、TRIM33、BRD9、AF9与ZCWPW2，它们分别通过溴结构域、PHD、YEATS或PWWP结构域识别乳酸化赖氨酸。AF9经其YEATS结构域识别H3K9la，亲和力相对较低，可能对应"阈值感应机制"；ZCWPW2可同时识别H3K18la与H3K9me3，为首个乳酸化–甲基化双标记阅读器。此外多个候选者相继被报道，但所有新鉴定的阅读器均需更多独立验证，非组蛋白Kla的阅读器报道仍十分稀少，制约了对乳酸化功能输出的系统认识。
**5.3 Kla与其他PTMs及RNA修饰的交互**
乳酸化与其他翻译后修饰交互的若干机制线索已现，其中证据最完整的是乳酸化与泛素化的级联关系：AARS2催化AP-2γ乳酸化后，该修饰促进AP-2γ与TRIM28结合，从而增强K63连接泛素化及随后的核转位。这一有序乳酸化–泛素化通路的每一步均有明确的酶–底物对应关系（AARS2为书写者，TRIM28为泛素E3连接酶复合物组分）。然而，乳酸化位点究竟直接作为TRIM28的识别信号，还是仅通过改变AP-2γ构象间接暴露结合区域，仍缺乏结构数据加以区分。值得注意的是，乳酸化与泛素化的竞争关系已在多个底物中获独立验证：在结直肠癌中，S100A8 K23/K36乳酸化直接削弱S100A8与E3泛素连接酶RNF5的互作，抑制RNF5介导的泛素化与蛋白酶体降解，促进CRC进展；在宫颈癌中，HNRNPU K181同时受乳酸化与NAA50介导的乙酰化调控，两种修饰呈竞争拮抗关系——乳酸化降低HNRNPU泛素化并增强其稳定性，乙酰化则产生相反效应，构成动态翻译后修饰开关；在结直肠癌中，NOL6 K54乳酸化抑制其泛素化与蛋白酶体降解从而稳定该蛋白，该稳定化随后经STAMBP介导的YY1去泛素化上调c-Myc转录，共同建立由NOL6、STAMBP、YY1与Myc构成的正反馈环路；在肝细胞癌中，去泛素化酶JOSD1与乳酸化书写者AARS1协同调控PGAM1 K251的泛素化–乳酸化竞争开关，稳定PGAM1并增强糖酵解通量，从而削弱CD8
+ T细胞浸润与功能；此外，AlaRS介导的PARP1乳酸化（K249/K667）与已知泛素化位点重叠，提示乳酸化可能通过竞争性占据泛素化位点保护PARP1免于降解，促进HNSCC进展。上述研究表明，乳酸化与泛素化的竞争关系已成为该PTM交互领域最常见的范式之一。在乳酸化与甲基化的界面上，ZCWPW2作为首个报道的乳酸化–甲基化双标记阅读器可同时识别H3K18la与H3K9me3，为两种修饰间的信号整合提供了具体分子载体；然而其识别发生于同一组蛋白尾部的顺式结合还是不同核小体的反式结合，以及双标记是否产生协同增强，仍有待进一步阐明。值得注意的是，该研究进一步揭示ZCWPW1–ZCWPW2复合物可增强关键乳酸化调控因子LDHA与EP300的功能，从而促进重组相关蛋白的乳酸化并稳定其丰度；ZCWPW2缺失导致减数分裂同源染色体联会受损与DNA双链断裂修复缺陷，提示该双标记识别在生理过程中具有不可替代的功能。更远端的交互发生于乳酸化与RNA修饰之间：组蛋白乳酸化（如H3K18la）可调控m
6A相关酶（如METTL3与YTHDF2）的转录表达，且METTL3本身亦可被乳酸化，影响其甲基转移酶活性。HDAC2介导的METTL3去乳酸化可促进METTL3与Wilms瘤相关蛋白的互作，增加DNA损伤修复相关转录本的m
6A修饰，从而促进三阴性乳腺癌化疗耐药。组蛋白乳酸化调控METTL3表达的下游机制已在多个疾病模型中获得独立验证：在脓毒症相关肺纤维化中，LPS诱导的组蛋白乳酸化上调METTL3表达，METTL3识别m
6A修饰的PGC-1α mRNA并促进其降解，导致线粒体功能障碍与肺成纤维细胞活化；在黄韧带骨化中，组蛋白乳酸化调控METTL3表达并经IGF2BP1依赖的BMP2 m
6A甲基化促进OLF进展；在脑出血后星形胶质细胞活化中，H3K18la上调METTL3表达与m
6A水平，METTL3调控LCN2 m
6A修饰并上调其表达，介导A1型星形胶质细胞活化。新近证据亦指向乳酸化对m
6A阅读器的调控：AARS2介导的YTHDF3乳酸化增强其稳定性，经m
6A依赖的KDM6B降解及随后CDKN1A抑制的解除，驱动膀胱癌顺铂耐药。这些发现勾勒出连接L-乳酸与组蛋白乳酸化至m
6A酶转录调控及下游RNA修饰的潜在代谢–表观遗传级联。该模型虽概念上引人注目，但目前仍高度依赖相关性证据；一个关键的未解问题是METTL3乳酸化究竟直接改变其催化活性，还是所观察效应继发于其表达水平变化，区分二者需要在未来研究中开展严格的因果验证。
**5.4 情境依赖性整合模型**
综合上述书写者、擦除者、阅读器与交互证据，乳酸化调控可概念化为三层架构。代谢输入层以L-乳酸浓度、乳酰辅酶A合成酶活性、NAD
+/NADH比值及MGO/LGSH水平为核心变量，这些因素共同决定KL-la与KD-la途径的相对权重：糖酵解活跃且乙二醛酶系统正常时KL-la占优，乙二醛酶功能受损时KD-la贡献增加。酶促调控层的核心不是任何书写者或擦除者的单一身份，而是位点水平净通量：在该层内，p300/CBP的作用可能集中于核内乳酰辅酶A可局部富集的染色质微环境；AARS1/2作用于胞质与线粒体中的特化底物；HDACs的方向性取决于局部L-乳酸/乙酸浓度比与复合物构象约束，最新证据表明HDAC1/2/3本身可作为乳酸化书写者催化Kla形成。功能输出层由阅读器的有无及其结合亲和力阈值决定：低亲和力阅读器（如AF9的YEATS结构域对H3K9la）可能仅在高乳酸化状态下被激活，构成"代谢信号阈值门"；而高亲和力或双标记阅读器（如ZCWPW2）可能在基础水平即持续发挥作用。基于该模型可提出可检验预测：在糖酵解激活早期，KL-la升高应早于任何可检测的功能输出，因为必须跨越阅读器结合阈值；然而近期研究就GLO2缺失与KD-la蓄积的关系提出了重要修正——GLO1与GLO2敲除对KD-la、Kce及缺氧诱导的KL-la影响有限，而LDHA/B敲除完全消除KL-la诱导并升高KD-la与Kce水平。该发现提示GLO2缺失可能并不像先前预期那样显著驱动KD-la蓄积，KD-la的代谢来源与调控机制仍需进一步阐明。尽管如此，KL-la作为"快信号"、KD-la作为"慢标记"的时间分化假说仍可作为后续实验设计区分两条乳酸化途径功能贡献的参考框架。此外，乳酸化并非孤立运作，而与乙酰化、磷酸化、泛素化及其他翻译后修饰发生广泛的协同或竞争性交互，这些互作进一步增加了整合模型在不同细胞情境中的复杂性。在疾病情境中，乳酸化整合模型已在动脉粥样硬化免疫记忆、透明细胞肾细胞癌代谢异质性、心血管疾病、妇科疾病、结直肠癌治疗耐药及肿瘤免疫抑制微环境等方向获得初步验证，提示该三层架构具有跨组织与跨疾病的普适性。
**6. 治疗意义**
**6.1 上游代谢干预**
上游代谢干预通过降低L-乳酸可及性间接减少乳酸化，靶向葡萄糖摄取、糖酵解、L-乳酸生成与外排（表3）。LDH抑制剂中，FX11在75–105 μM浓度下降低SCLC-A模型L-乳酸并下调组蛋白乳酸化；草酸盐降低胶质母细胞瘤H3K18la、下调CAR-T细胞PD-1/Tim-3并防止耗竭；司替戊醇已用于Dravet综合征，但在肿瘤学中仍处临床前阶段。LDH抑制的治疗窗可能较窄。MCT1抑制剂AZD3965在I期试验（NCT01791595）中于11例复发/难治性DLBCL与Burkitt淋巴瘤患者中确认安全性，获1例完全缓解（持续15个月）、1例疾病稳定、8例无应答；较低应答率凸显基于标志物筛选的必要性。MCT4抑制剂syrosingopine降低乳腺癌L-乳酸外排，增加M1巨噬细胞与NK细胞、减少Tregs。2-DG受限于非选择性毒性；GLUT1抑制剂BAY-876瘤内给药可延缓胶质母细胞瘤进展并延长生存，但代谢补偿机制尚未评估。上游策略具有整体降低L-乳酸的优点，但仍面临代谢毒性、代偿与治疗窗狭窄等挑战，需精确识别脆弱性或联合治疗。
**6.2 靶向书写者**
直接靶向书写者提供酶特异性干预，但选择性差异显著。p300/CBP抑制剂研究最多：CCS1477已进入I/II期（NCT04880062）与抗PD-1联合；A485在小细胞肺癌中抑制p300、阻断H4K5la并恢复MHC-I呈递。然而p300/CBP同时催化乙酰化与乳酸化，C646等化合物对二者同等抑制，使共享酶学机制成为主要干扰来源。AARS1/2抑制剂更具特异性（不参与乙酰化）：AARS2抑制剂kukoamine A在肝细胞癌中与PD-1阻断协同；伊立替康抑制AARS1介导的BLM K24la并缓解蒽环类耐药。近期综述进一步揭示p300/CBP催化乙酰化与乳酸化的竞争机制，系统评估了CCS1477（处于I/II期试验）与A-485的临床转化潜力，并提出PROTAC降解剂（如dCBP-1与CBPD-409）可经泛素–蛋白酶体途径降解p300/CBP蛋白，有望克服传统催化抑制剂耐药。此外，AARS1/2作为不依赖酰基辅酶A的乳酸化"书写者"的新机制已在独立综述中系统总结，涵盖其从蛋白合成向乳酸化驱动肿瘤发生的功能转变，以及靶向AARS1/2的多种策略（包括酶活性抑制、丙氨酸拮抗与阻断核转位）。
**6.3 靶向阅读器**
靶向阅读器可阻断乳酸化功能输出而不干扰代谢或书写酶，具有更高特异性。BRD9机制研究最为深入：其溴结构域以弱而短暂的亲和力识别H3K18la，构成阈值门。在肝癌中，H3K18la经BRD9将ncBAF招募至增强子/启动子，促进染色质可及性并驱动SPARC、TMEM64、ANGEL1、SCARB1等致癌转录；H3K18la水平与不良预后相关，糖酵解抑制或BRD9靶向可置换BRD9并抑制增殖。BRD9是代谢状态与致癌转录间的关键中介，但BRD9干预仍处临床前，其选择性及多阅读器间分工仍需验证。
**6.4 联合治疗策略与生物标志物**
乳酸化驱动的免疫逃逸与耐药为联合治疗提供依据，其逻辑是同时阻断代谢–表观遗传与免疫/靶向通路以产生协同。在胶质母细胞瘤中，H3K18la上调CD39、CD73与CCR8，草酸盐联合CAR-T可防止耗竭；在肾细胞癌中，姜酮A抑制LDHA、降低L-乳酸并破坏HIF-1α/VEGF/VEGFR2轴，增强舒尼替尼疗效。生物标志物方面：乳酸化基因模型（NLRP12）显示预后潜力；H3K18la水平可预测抗PD-1疗效并指导分层。未来研究应检验将乳酸化位点图谱与代谢组学及循环生物标志物整合能否改善患者分层。
**7. 结论与展望**
乳酸化并非乙酰化的"代谢变体"。L-与D-手性形式的共存、酶促与非酶促途径的并行运作，以及底物浓度随代谢状态的剧烈波动，意味着它更像一幅记录细胞代谢状态的动态化学图景，而非一套预先编码的信号规则。其中L-乳酸化由糖酵解驱动，可被特定擦除者与阅读器动态调控；D-乳酸化主要经甲基乙二醛途径非酶促产生，擦除效率极低，其阅读机制几乎未知。若将二者不加区分地统称为"乳酸化"，可能在功能研究中造成持续性误读。同样，乳酸化领域尚未发现真正专用的书写酶，所有候选者均为其他代谢或酰化途径的兼职参与者。因此，更有意义的问题已不再是"某酶是否为书写者"，而是"在何种条件下、哪些位点、以何种通量，该酶对位点特异性乳酸化作出可检测贡献"。这一转变将研究焦点从身份归属转向定量归因。2024年对映体分辨技术的建立是重要分水岭：它揭示过去五年用被宣传为泛Kla（实为抗L-乳酸化）抗体获得的大量数据实际上代表L-乳酸化、D-乳酸化与羧乙基化的混合信号。2024年前可得的大多数商品化抗乳酸化抗体针对L-乳酰肽制备，因此最宜描述为抗L-乳酸化抗体；然而其对映体特异性未经手性分辨严格验证，不应视为经验证的泛Kla试剂，基于这些抗体的结论应以此异构体分辨方法重新评估。然而被宣传为泛Kla（实为抗L-乳酸化）的抗体仍是许多实验室的默认工具，异构体分辨尚未成为常规分析模式。该领域真正缺乏的不是候选酶，而是一个整合框架——从"谁能催化"走向"何时贡献"，从体外酶活走向胞内通量归因。实现这一转变需要通量测量工具、非组蛋白阅读器鉴定与位点特异性干预方法三方面的协同突破。
