乳酸不只是“代谢废物”:Cell 子刊揭示其激活运动自噬新机制
长期以来,运动被认为能通过激活细胞自噬带来多种健康益处,包括改善代谢、增强肌肉功能和延缓衰老。然而,运动过程中骨骼肌自噬的精确调控机制一直未被完全阐明。
2025年11月11日,江南大学食品学院王莉教授、李言研究员联合中科院上海营养与健康研究所应浩研究员及安利纽崔莱营养健康研究中心团队,在《Cell Chemical Biology》杂志发表重要研究论文——《Lactylation of mTOR enhances autophagy in skeletal muscle during exercise》。

该研究首次揭示:运动过程中产生的乳酸通过对mTOR蛋白进行乳酸化修饰,促进骨骼肌自噬的发生。这一发现颠覆了传统认知——乳酸不仅是运动的代谢副产物,更是调控肌肉适应性的重要信号分子。
乳酸水平升高:运动诱导的自噬信号启动
研究团队发现,在运动后,骨骼肌细胞内的乳酸水平迅速升高,这与细胞自噬水平增强呈显著正相关。而在乳酸脱氢酶A(LDHA)缺失的小鼠中,由于乳酸生成受阻,其骨骼肌表现出明显的自噬功能障碍与代谢异常,提示乳酸是维持肌肉自噬活动的必要因素。
进一步实验表明,乳酸可直接增强肌细胞自噬,而非通过间接信号途径实现。这一发现为“运动产生乳酸=促进肌肉修复”的科学依据提供了强有力的实验证据。
分子机制揭晓:mTOR蛋白乳酸化是关键步骤
在机制研究中,团队发现乳酸可作用于细胞内的mTOR蛋白(哺乳动物雷帕霉素靶蛋白),并在其第921位赖氨酸(K921)上发生乳酸化修饰。该修饰能够抑制mTORC1活性,从而激活细胞自噬通路。
而当研究人员构建mTOR-K921突变体后发现,这一突变阻断了乳酸化过程,使mTORC1持续被激活,最终导致自噬功能缺陷。由此可见,mTOR-K921乳酸化是乳酸介导运动自噬的“分子开关”。
重新定义乳酸:从副产物到“信号分子”
这项研究的重要意义在于,它从根本上改变了我们对乳酸的传统认知。过去,乳酸常被视为剧烈运动后的“疲劳因子”或代谢废物;而现在,研究证明乳酸可通过乳酸化修饰直接调控蛋白功能,在维持肌肉代谢平衡、促进细胞自噬与适应性重塑中发挥关键作用。
研究团队提出,乳酸驱动的mTOR乳酸化机制是肌肉将代谢变化转化为功能适应的重要桥梁。这不仅为运动生理学提供了新的理论框架,也为肌肉萎缩、代谢综合征及衰老相关疾病的干预提供了潜在靶点。
展望未来:以乳酸为靶点的代谢调控新方向
该研究为探索“代谢信号—自噬调控—健康获益”之间的因果链条提供了突破性证据。通过深入理解乳酸如何通过mTOR乳酸化调节自噬,有望开发出模拟运动效应的代谢调节药物,帮助那些无法进行高强度运动的患者获益。
未来,研究者将进一步探讨乳酸化在其他组织及疾病中的作用,特别是在代谢紊乱和神经退行性疾病中的潜在应用。
总结:
这项来自中国科研团队的最新成果,为理解运动如何促进健康提供了分子层面的答案。乳酸不再只是疲劳的象征,而是一个激活细胞自噬、调节肌肉稳态的关键信使,为代谢性疾病的精准治疗打开了全新思路。