蛋白质乳酸化修饰通过激活NLRP3炎症小体促进急性肾损伤向慢性肾病转化的机制研究

陆军军医大学大坪医院团队揭示了急性肾损伤(AKI)向慢性肾病(CKD)转化的新机制。研究发现三羧酸循环关键酶柠檬酸合酶(CS)的K370位点乳酸化修饰通过抑制线粒体功能、激活NLRP3炎症小体，驱动肾间质纤维化进程。该研究为阻断AKI-CKD转化提供了潜在治疗靶点，发表于《Cell Reports》。

　　

肾脏疾病领域长期面临一个严峻挑战：约20%的急性肾损伤(AKI)患者会发展为不可逆的慢性肾病(CKD)，但这一转化过程的分子机制尚未阐明。临床上缺乏有效干预手段，使得AKI-CKD转化成为导致终末期肾病的重要途径。近年研究发现，缺血缺氧导致的乳酸堆积可能通过新型翻译后修饰——蛋白质乳酸化(Kla)参与器官损伤，但该机制在肾脏疾病中的作用仍是空白。

陆军军医大学大坪医院肾内科团队在《Cell Reports》发表的重要研究，首次系统揭示了蛋白质乳酸化修饰驱动AKI-CKD转化的分子机制。研究人员通过构建25/35分钟不同缺血时间的AKI小鼠模型，发现严重AKI组(35分钟缺血)在第7天呈现持续高水平的蛋白质乳酸化修饰，并最终发展为CKD。利用乳酸化抑制剂(OXA/DCA)和增强剂(ROT)干预证实，抑制蛋白质乳酸化可显著改善肾功能、减轻肾间质炎症和纤维化。

研究采用多组学技术联用策略：通过乳酸化蛋白质组学筛选出1,093个乳酸化位点；结合转录组测序分析差异基因；采用靶向代谢组检测TCA循环代谢物变化；运用免疫共沉淀验证CS乳酸化修饰；通过构建K370T/R突变体明确关键功能位点。

蛋白质乳酸化在AKI-CKD转化中的关键作用

临床样本显示AKI患者尿乳酸水平显著升高，肾脏组织乳酸化修饰增强。动物实验发现，严重AKI模型中乳酸化水平与肾损伤指标(血肌酐SCr)呈正相关，且抑制乳酸化可减轻肾小管损伤和纤维化。

乳酸化修饰广泛参与代谢通路调控

乳酸化蛋白质组鉴定出426个乳酸化蛋白，73.45%参与代谢过程。基序分析发现G_K、Ax_K等保守序列是乳酸化热点。聚类分析显示TCA循环相关蛋白的乳酸化修饰与肾损伤进程高度同步。

CS乳酸化是AKI-CKD转化的核心驱动因素

CS作为TCA循环限速酶，其K370位点乳酸化水平与肾损伤程度显著相关。体外实验证实，模拟乳酸化的K370T突变会：①降低CS酶活性29.7%；②减少ATP生成41.2%；③升高线粒体ROS(mtROS)2.3倍；④破坏线粒体膜电位(MMP)。代谢组显示K370T突变导致糖酵解中间体(GAP/DHAP)堆积，TCA循环代谢紊乱。

CS乳酸化-NLRP3炎症小体激活轴

K370T突变使NLRP3、ASC蛋白表达升高2.1-3.5倍，促进caspase-1剪切和IL-1β成熟。抑制NLRP3可减轻纤维化标志物(α-SMA)表达，但不影响乳酸积累，证实其处于乳酸化下游。

这项研究首次阐明：①CS K370乳酸化是AKI-CKD转化的关键分子开关；②乳酸化通过"代谢-炎症"交叉对话驱动疾病进展；③靶向CS乳酸化或NLRP3通路可能成为防治新策略。该发现为理解器官纤维化提供了新视角——代谢酶翻译后修饰可直接调控先天免疫应答，这种"代谢-免疫"偶联机制在多种慢性炎症性疾病中可能具有普适性。研究建立的乳酸化修饰动态图谱，为后续靶向药物开发奠定了分子基础。