2023年10月24日，纪念斯隆凯特琳癌症中心的 Craig B. Thompson团队在Molecular Cell上发表了标题为“Lactate activates the mitochondrial electron transport chain independently of its metabolism.”的研究成果，发现乳酸独立于其代谢过程激活线粒体电子传递链。
新陈代谢是生命活动的引擎，统领着包括从细胞生长和信号传递，到病原体防御和癌细胞增殖等各个方面。葡萄糖代谢是最基本、最关键的代谢途径，它对生命至关重要，并且在从细菌到哺乳动物的进化中保守。传统的教科书告诉我们，葡萄糖中的碳元素被线粒体三羧酸循环利用，比简单的糖酵解更高效地产生细胞能量 (ATP)。未被利用的葡萄糖则转化为乳酸 (Lactate)，乳酸通常被视为废物。
然而，与尿素等代谢终产物不同，乳酸并没有被身体排出。而且，尽管在血液中是第二丰富的碳源，迄今为止的乳酸代谢研究一直局限于细胞质内依赖于乳酸脱氢酶 (LDH) 介导的反应。这引发了一个问题，即乳酸是否还具有独立于LDH的其它信号传递功能。此外，细胞如何感知乳酸水平的波动至今尚未为人所了解。
乳酸进入线粒体后激活线粒体电子传递链ETC，使其能够感知乳酸水平。乳酸通过向细胞的能量中心——线粒体发送信号，帮助细胞更充分地利用乳酸，同时减少对葡萄糖的需求。这些发现颠覆了我们对细胞内能量生产的传统理解，揭示乳酸不仅不是废物，而是细胞能量生产的主要决定因素。乳酸信号传递将ATP的生产途径从糖酵解转向氧化磷酸化，使细胞能够使用乳酸中的碳元素作为首选底物来支持细胞ATP的生产，同时保存了葡萄糖。保存下来的葡萄糖中的碳还可用于其他重要的生物合成功能。
并且后续还发现，乳酸的线粒体信号传递功能使得患有含线粒体DNA突变的细胞能够存活和增殖。乳酸还增强了原代T细胞 (primary T cells) 的增殖和效应功能。因此，这些发现为癌症治疗和创伤修复提供了重要的临床转化机会，因为乳酸林格氏液（Lactated Ringer's solution，含29毫摩尔的乳酸）在创伤后患者的康复治疗中已经使用了超过100年。
文章来源：
Xin Cai, Charles P. Ng et al, Lactate activates the mitochondrial electron transport chain independently of its metabolism. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2023.09.034
