乳酰化和线粒体其实都算是近几年来比较热的点，特别是在国自然上，都比较受追捧。今天讲的这篇文章，就是上海交通大学医学院附属任济医院的住院医师，发表在13.7分的Cell Death Differ上的乳酰化相关文章，我们就来看看他们都做了点什么吧：
他们做的是TBI（创伤性脑损伤）中的线粒体自噬现象（其实线粒体自噬这个大家应该都不陌生了，在《信号通路是什么鬼?》系列里都有过介绍，就是通过对于损伤的线粒体的自噬，缓解细胞的ROS压力，从而让细胞苟延残喘的过程），他们首先发现，在TBI患者中存在着较多的高乳酸水平，并且乳酸水平的升高与TBI的不良结局相关。而乳酸含量的增多，其实也预示着可能产生的蛋白乳酰化。于是他们进行了TBI样本以及小鼠CCI（受控皮质影响）模型中，总乳酰化的检测，结果发现TBI会增加受伤神经元的蛋白总乳酰化水平：
那么在这么多蛋白的乳酰化过程中，是否有一个蛋白的乳酰化，对于TBI的恶化会有更多的贡献呢？于是他们对CCI模型小鼠，进行了赖氨酸乳酸组分析。在蛋白差异中，有很多乳酰化的蛋白，位于线粒体，而其中TUFM与TBI的相关性更大。在CCI模型小鼠中，TUFM的乳酰化明显增加，而TUFM的乳酰化位点则是K286（这其实就是柯霍氏法则的验证，通过TBI对于蛋白乳酰化的关联性，发现了TUFM的K286乳酰化，使之与TBI建立了关联，不清楚柯霍氏法则的话，可以看看《科研的推理和逻辑：从实验台到咖啡桌》和《轻松的文献导读》）：
TUFM在从细胞质转位到线粒体后，主要参与了线粒体自噬的调节。而随着乳酰化的增多，TUFM的线粒体定位就明显降低了，也就是说乳酰化抑制了TUFM的线粒体分布。为了证明乳酰化对于TUFM的定位影响，他们对TUFM进行了K286R的突变，导致TUFM在K286位点无法被乳酰化。在敲除了TUFM后，分别表达野生型的TUFM和突变的TUFM，结果发现，野生型的TUFM会响应乳酸增多导致的线粒体定位丧失，而突变体则对于乳酸增多没有影响（这样的突变验证，可以更有效地验证TUFM的乳酰化，对于TUFM的线粒体定位的影响，这是单纯过表达TUFM或敲减TUFM能做到的，可以有效避免肯定后件的逻辑谬误，不清楚肯定后件逻辑谬误的话，可以去看看《科研的推理和逻辑：从实验台到咖啡桌》、《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼?》系列）。通过这样的验证，他们明确了乳酰化抑制TUFM的线粒体定位：
那么乳酰化抑制TUFM的线粒体定位的机制又是什么呢？于是他们对TUFM进行了免疫共沉淀，并通过质谱分析，发现TUFM会与TOMM40（线粒体外膜转位酶40）结合。而当TUFM的K286位点乳酰化后，则TUFM与TOMM40的结合就会被抑制。TUFM的K286R突变则不受乳酰化影响，可以与TOMM40结合，而TOMM40是线粒体外膜上的蛋白，这也就是TUFM的线粒体定位受到乳酰化影响的关键：
线粒体上的TUFM会通过招募LC3，促进线粒体自噬。于是他们用TOMM40做了个自噬的报告基因，也就是在TOMM40后串联了mCherry-EGFP标签（线粒体自噬产生后，自噬体被溶酶体整合，TOMM40-mCherry-EGFP的绿色荧光在酸性条件下被淬灭，取而代之的是酸性条件下仍能产生荧光的mCherry，这个在《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼？》系列里有介绍过，可以去看看）。他们还是通过TUFM的野生型和K286R突变体进行了验证，结果发现TUFM的K286位点乳酰化，抑制了线粒体自噬，并促进细胞凋亡：
在体外实验做完之后，他们又进行了TUFM的野生型和K286R突变体小鼠的体内验证（在验证的过程中，将关键的验证节点都锁定在了赖氨酸的乳酰化这一点上，不扩大命题的外延，避免了肯定后件的逻辑谬误，不熟悉肯定后件和命题的内涵以及外延的话，可以看看《科研的推理和逻辑：从实验台到咖啡桌》、《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼？》系列），同样在敲除了TUFM野生型后，敲入TUFM的K286R突变体的小鼠，在TBI后表现出线粒体自噬增加和细胞凋亡减少：
而由于TUFM的乳酰化导致的线粒体自噬被抑制后，小鼠在TBI后细胞凋亡和神经功能也受到了影响。也就是说TUFM的乳酰化，在体内调节TBI后的细胞凋亡和神经功能：
最后就形成了这样的示意图，在人脑收到了创伤性损伤后，会产生大量的乳酸累积，乳酸促进了TUFM的乳酰化。而K286位点乳酰化的TUFM，则会失去与TOMM40的结合，导致无法定位到线粒体，抑制了线粒体自噬，导致细胞凋亡的促进。而未被乳酰化修饰的TUFM，可以与TOMM40结合，促进线粒体自噬从而使得细胞凋亡被抑制，缓解TBI的症状：
这篇文章在验证过程中，都是踩在点上的，也就是这篇文章优秀之处。好了，今天就先策到这里吧，有兴趣的话就看看原文，祝你们心明眼亮。
喜欢夏老师讲文献的话，可以点点星标，点点赞，点点“在看”，多分享多转发。
公众号回复“公克”，没事可以翻翻精华帖，里面有不少宝藏工具，当作是科研过程中的一种调剂也是不错的选择哦，科研并不一定要这么无聊又尴尬：
目前夏老师已正式出版11本书，想要的可直接点以下微店小程序直接购买：
