青年报·青春上海记者 顾金华

过度运动会造成损伤，那么机体内是否存在过度运动感知和对应的抑制系统？身体又会如何自我“报警”?

1月4日，记者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。

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。该机制的发现再一次证明了生命机器进化的精妙。在持续运动过程中，糖代谢物通过热力学驱动累积大量乳酸，而肌肉细胞通过耗氧的三羧酸循环氧化乳酸以获得运动所需的大量ATP。在运动全过程中，乳酸水平和线粒体氧气水平对运动最为敏感。肌肉细胞通过乳酰化同时敏锐感知这两个运动相关指标，并通过控制ATP的生成来控制运动强度，保护肌体免于过度运动损伤。

《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。

相关成果发表于学术期刊《细胞研究》，并被选为封面论文。

青年报·青春上海记者 顾金华

编辑:张红叶

来源:青春上海News—24小时青年报