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过度运动会造成损伤，这一不争的事实也引出了一个重要的科学问题：机体内是否存在过度运动感知和对应的抑制系统？ 记者今天从复旦大学附属妇产科医院获悉，该院代谢与整合生物学研究院赵世民教授和复旦大学生物医学研究院研究员徐薇最新研究发现，当人体过度运动，肌肉细胞处于低氧状态时，线粒体蛋白质乳酰化修饰会被激活，表征运动程度，从而抑制线粒体氧化磷酸化，预防过度运动损伤。 相关成果发表于学术期刊《细胞研究》，并被选为封面论文。 研究团队发现，线粒体丙氨酰tRNA合成酶（AARS2）含有脯氨酸羟基化保守氨基酸序列，其稳定性在低氧条件下增强，激活的AARS2作为乳酰化转移酶，乳酰化线粒体丙酮酸脱氢酶催化亚基PDHA1和肉碱棕榈酰转移酶2（CPT2），抑制来自葡萄糖和脂肪酸的乙酰辅酶A生成和细胞呼吸。 肌肉运动导致AARS2和乳酸上升，升高的肌肉乳酰化抑制ATP产出，进而抑制运动能力，确保肌肉不因不受控的过度运动发生过氧化合物风暴从而危及个体生命。 该发现同样在动物模型中得到验证，小鼠的持久运动能力与其线粒体乳酰化的遗传本底呈负相关，抑制PDHA1和CPT2的乳酰化修饰可以实现小鼠持久运动耐力提升。这一发现为运动员选材和激素非依赖途径提高运动水平提供了新思路。 《细胞研究》同期发表的团队另一项研究揭示，蛋白质乳酰化修饰在调控线粒体氧化磷酸化中的关键作用，以及乳酸等代谢物通过反馈机制调节细胞功能的重要性，即细胞如何通过代谢调节适应低氧，以减少ROS的产生和氧化损伤。 该研究不仅揭示了AARS2作为乳酰基转移酶的全新功能，也为探索新型乳酰基转移酶开辟了途径。曾经被视为“代谢废物”的物质发挥着至关重要的作用。 值得一提的是，该发现对生殖发育具有重要意义，赵世民团队2022年与北京大学团队合作发表的研究表明，乳酰化通过抑制氧化磷酸化促进合成代谢物的累积，可促进组织器官的发育与再生。相关成果发表于国际学术期刊《细胞-干细胞》。（李晨琰） |
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