《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》：Porphyromonas gingivalis infection induces lysine lactylation reprogramming in human umbilical vein endothelial cells
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本研究首次通过乳酸化修饰组学(LC-MS/MS)揭示牙龈卟啉单胞菌(Pg)感染可诱导人脐静脉内皮细胞(HUVECs)发生显著的乳酸化修饰重编程，鉴定到5,788个乳酸化位点涉及1,881个蛋白。功能富集显示差异乳酸化蛋白主要参与核质转运、细菌侵袭和DNA修复等通路，其中AHNAK(160位点)、MYH9(56位点)等关键血管调控蛋白呈现广泛乳酸化。该发现为理解牙周病相关心血管疾病提供了新的分子框架。
引言
牙周炎作为一种慢性口腔细菌感染疾病，与心血管疾病(CVD)存在显著关联。牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis, Pg)作为关键牙周病原体，可通过血液循环播散至远端器官，参与动脉粥样硬化等心血管疾病的发生发展。乳酸化修饰(Lactylation, Kla)作为新型蛋白质翻译后修饰(PTM)，通过乳酸代谢产物连接细胞代谢与表观遗传调控，但其在细菌诱导内皮功能障碍中的作用尚未明确。
材料与方法
研究采用Pg W83株感染人脐静脉内皮细胞(HUVECs)，通过亲和富集结合液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术进行定量乳酸化修饰组学分析。差异乳酸化位点筛选标准为倍数变化(FC)≥1.5或≤0.67且p<0.05。运用生物信息学工具进行通路富集和蛋白互作网络(PPI)分析。
结果
Pg感染诱导时间依赖性乳酸化变化
Western blot结果显示，Pg感染后2-6小时内HUVECs全局乳酸化水平呈时间依赖性增加，伴随细胞内乳酸浓度同步上升。这表明Pg感染可能触发糖酵解激活和代谢物积累，从而驱动后续乳酸化修饰。
乳酸化修饰谱系特征
研究共鉴定到5,788个乳酸化位点，涉及1,881个蛋白。序列分析显示乳酸化位点侧翼偏好小分子氨基酸（如丙氨酸、甘氨酸）。约40%蛋白仅含1个修饰位点，而26个蛋白呈现高度修饰（>15个位点），其中细胞骨架蛋白AHNAK修饰位点最多（160个），MYH9（56个）和FLNA（34个）等关键内皮调控蛋白也呈现广泛乳酸化。
功能富集分析
差异乳酸化蛋白（487个上调位点，598个下调位点）显著富集于核质转运、细菌侵袭、核糖体生物发生和DNA修复等通路。KEGG分析显示非同源末端连接(FC=6.23)、蛋白酶体(FC=4.58)和错配修复(FC=4.22)为前三大富集通路。亚细胞定位显示乳酸化蛋白主要分布于细胞质(38.6%)、细胞膜(14.0%)和细胞核(13.2%)。
蛋白互作网络
PPI网络分析识别出5个高度互作簇：核糖体通路簇（包含38个节点）、剪接体/mRNA监测通路簇、代谢与动脉粥样硬化相关通路簇、rRNA加工簇和氨酰-tRNA生物合成簇。这些模块化网络表明乳酸化可能协调调控翻译、RNA加工和代谢等核心细胞过程。
讨论
本研究首次绘制了Pg感染内皮细胞的乳酸化修饰图谱，揭示乳酸化重编程可能通过影响细胞骨架动态（AHNAK、FLNA）、基因表达调控（核质转运）和代谢适应等机制，连接牙周感染与心血管病理过程。尽管存在体外模型的局限性，但该发现为牙周病相关心血管疾病提供了新的分子见解和潜在治疗靶点。
