乳酸是糖酵解的最終產(chǎn)物,，作為碳源和信號(hào)分子,，為腫瘤發(fā)展提供代謝,、微環(huán)境和免疫基礎(chǔ),。
最近,，乳酸被重新定義為表觀遺傳學(xué)的標(biāo)志，通過(guò)組蛋白修飾實(shí)現(xiàn)免疫重塑和腫瘤進(jìn)展,。然而,，
大多數(shù)非表觀遺傳蛋白的乳酸化及其功能尚未被充分研究。
先天免疫系統(tǒng)通過(guò)多個(gè)模塊組成的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)來(lái)響應(yīng)入侵或細(xì)胞損傷,。乳酸通過(guò)直接與MAVS結(jié)合抑制RLR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),，
但乳酸對(duì)先天免疫反應(yīng)的胞質(zhì)DNA感應(yīng)的影響尚不清楚。cGAS被鑒定為感知胞質(zhì)DNA并觸發(fā)先天免疫反應(yīng)的關(guān)鍵酶,，
其活性和蛋白穩(wěn)定性受翻譯后修飾的調(diào)節(jié),。
泛素-蛋白酶體系統(tǒng)（UPS）是蛋白質(zhì)降解的主要途徑，但存在泛素非依賴性蛋白酶體降解（UbInPD）,。
UbInPD底物的特征和分子機(jī)制尚未wan全明確,。
本研究發(fā)現(xiàn)，乳酸通過(guò)促進(jìn)cGAS的K21乳酸化,，使其被蛋白酶體亞基PSMA4捕獲并降解,，這一過(guò)程獨(dú)立于泛素。
此外,，乳酸還通過(guò)促進(jìn)PIK3CB的K415乳酸化,，抑制ULK1介導(dǎo)的PSMA4 S188磷酸化，從而影響PSMA4與cGAS的結(jié)合
及cGAS的降解,。這些機(jī)制共同促進(jìn)了腫瘤生長(zhǎng),，并與肺腺癌的預(yù)后相關(guān)。本項(xiàng)研究揭示了cGAS降解的新機(jī)制，
并為癌癥治療提供了潛在的分子靶點(diǎn),。
乳酸化乳酸化協(xié)調(diào) cGAS 的泛素非依賴性降解并促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)
結(jié)論1 乳酸誘導(dǎo)cGAS降解,，獨(dú)立于泛素。
研究發(fā)現(xiàn),，MCT1是乳酸轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)鍵蛋白,，敲除MCT1可顯著減輕LLC條件培養(yǎng)基誘導(dǎo)的cGAS降解。抑制或敲低LDHA
（如使用FX11）可升高cGAS表達(dá),，并增強(qiáng)HSV感染時(shí)的干擾素產(chǎn)生,。葡萄糖剝奪或2-DG處理促進(jìn)cGAS表達(dá)，
而缺氧則抑制其表達(dá),。機(jī)制上,，乳酸通過(guò)蛋白酶體途徑降解cGAS，而非溶酶體途徑,。阻斷蛋白酶體可wan全逆轉(zhuǎn)乳酸誘導(dǎo)
的cGAS降解,，表明乳酸通過(guò)蛋白酶體途徑調(diào)控cGAS穩(wěn)定性。
圖1 乳酸破壞cGAS穩(wěn)定性
結(jié)論2 cGAS 的K21位點(diǎn)乳酸化修飾促進(jìn)cGAS降解,。
研究發(fā)現(xiàn),，乳酸通過(guò)促進(jìn)cGAS的非泛素依賴性蛋白酶體降解來(lái)抑制干擾素的產(chǎn)生。質(zhì)譜分析顯示,，乳酸調(diào)節(jié)了cGAS
與PSMA4和NQO1的相互作用,。乳酸促進(jìn)PSMA4與cGAS結(jié)合，而敲除PSMA4會(huì)阻斷乳酸誘導(dǎo)的cGAS降解,。此外,，
cGAS在K21位點(diǎn)發(fā)生乳酸化修飾，K21R突變體（將K21突變?yōu)榫彼幔╋@著抑制了乳酸誘導(dǎo)的cGAS降解,，并增強(qiáng)了
cGAS的蛋白穩(wěn)定性,。
圖2 cGAS 的K21位點(diǎn)乳酸化修飾促進(jìn)cGAS降解
結(jié)論3 PSMA4 Ser188位點(diǎn)的磷酸化穩(wěn)定cGAS。
研究發(fā)現(xiàn),，PSMA4 pS188對(duì)cGAS穩(wěn)定性有重要影響,。構(gòu)建PSMA4的rS188D突變體可穩(wěn)定cGAS蛋白，
而rS188A突變則加速乳酸誘導(dǎo)的cGAS降解,。乳酸化cGAS與PSMA4直接結(jié)合,，但這種結(jié)合受到PSMA4 pS188的調(diào)控。
具體而言,，PSMA4 pS188通過(guò)影響cGAS與PSMA4的相互作用來(lái)穩(wěn)定cGAS,，維持干擾素生成。
圖3 PSMA4 pS188 穩(wěn)定 cGAS
結(jié)論4 PIK3CB K415la位點(diǎn)的乳酸化穩(wěn)定cGAS,。
研究發(fā)現(xiàn),，乳酸通過(guò)調(diào)控PIK3CB的K415la修飾影響其與P85β的相互作用,，從而激活PI3K信號(hào)。乳酸或缺氧可增強(qiáng)
PIK3CB的K415la修飾,，破壞PIK3CB與P85β的結(jié)合，促進(jìn)PIP3生成,，進(jìn)而影響PSMA4與cGAS的相互作用及其pS188水平,。
K415R突變可穩(wěn)定PIK3CB-P85β復(fù)合物，抑制乳酸誘導(dǎo)的cGAS降解,，并促進(jìn)干擾素生成,。此外，PIK3CB的K415R
突變阻斷了乳酸對(duì)PSMA4與cGAS相互作用的影響,。這些結(jié)果表明,，PIK3CB K415la在調(diào)控cGAS穩(wěn)定性和免疫反應(yīng)
中發(fā)揮重要作用。
圖4 PIK3CB K415的乳酸化促進(jìn) cGAS 降解
結(jié)論5 乳酸-cGAS軸線促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)
研究發(fā)現(xiàn),，cGAS K21la在腫瘤生長(zhǎng)中具有重要作用,。實(shí)驗(yàn)中，將cGAS的野生型（WT）和K21R突變體重組到腫瘤細(xì)胞中,，
發(fā)現(xiàn)K21R突變體細(xì)胞的活力顯著降低,，且cGAS表達(dá)下降被阻斷。LDHA抑制劑FX11可誘導(dǎo)cGAS表達(dá),，減少乳酸生成,，
并抑制腫瘤生長(zhǎng)。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明,，cGAS K21R顯著抑制腫瘤生長(zhǎng),，降低腫瘤重量，提高cGAS表達(dá)和CD8+ T細(xì)胞浸潤(rùn),。
PSMA4的rS188D突變抑制腫瘤生長(zhǎng),，而rS188A則促進(jìn)生長(zhǎng)。PIK3CB的rK309R突變也抑制腫瘤生長(zhǎng),，
提高cGAS水平和CD8+ T細(xì)胞浸潤(rùn),。cGAS或Sting的缺失使腫瘤對(duì)FX11失去敏感性。這些結(jié)果表明,，cGAS K21la與腫瘤生長(zhǎng)相關(guān),，
并在針對(duì)乳酸生成的藥物的抗腫瘤效果中起關(guān)鍵作用。
圖5 乳酸-cGAS軸線促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)
