心脏线粒体代谢新机制:MCT1介导的乳酸直接进入线粒体供能

顶刊文献解析 · 线粒体代谢 · 2026-10-29

心脏线粒体代谢新机制:MCT1介导的乳酸直接进入线粒体供能

期刊:Nature(IF 56.1,2025年度JCR) 发表日期:2026-10-28
DOI:10.1038/s41586-026-11182-3 作者单位:犹他大学(生物化学系等)+韩国世宗大学

研究显示,单羧酸转运体MCT1不仅位于细胞膜,还驻扎在小鼠与人心肌细胞的线粒体内膜,把乳酸直接运进线粒体转化为丙酮酸与NADH供能——这条平行通路能在丙酮酸转运体MPC缺失时维持心脏代谢。

MPC缺失心肌仍氧化葡萄糖
论文原文 Figure 1(图片来源:DOI 10.1038/s41586-026-11182-3)

一条“关不上”的通路

教科书对心脏糖类代谢的描述是一条单行道:葡萄糖在胞质变成丙酮酸,经线粒体丙酮酸转运体(MPC)进入线粒体、汇入三羧酸循环。据论文报道,犹他大学团队基因敲除小鼠心肌的MPC后发现,葡萄糖来源的碳照样被氧化——糖类氧化显然还有第二条路。这引出一个更根本的问题:绕过MPC的入口在哪?

MCT1的第二份工作

答案藏在乳酸里。遗传与药理工具双双指向乳酸转运体MCT1(SLC16A1编码):它一向被认为只负责把乳酸运过细胞膜,但研究观察到它同样定位于小鼠和人心肌细胞的线粒体内膜。配合线粒体基质中的LDHB,MCT1把乳酸运进线粒体并就地转化为丙酮酸与NADH——NADH直接喂养电子传递链,糖类氧化的旁路就此打通。

缺了它,心脏扛不住应激

功能验证相当有说服力:MCT1缺失的小鼠心肌,乳酸氧化受损、代谢灵活性下降;在神经激素轴过度激活或缺血再灌注损伤之后,心衰发生更快、死亡率更高。这说明乳酸旁路不是锦上添花,而是心脏在应激下的代谢保险。

对心衰研究意味着什么

心脏是人体最“挑食”又最灵活的代谢器官,这项工作给心衰的代谢干预提供了新坐标——乳酸不只关cbc底物偏好,还牵涉线粒体结构层面的通路布局。证据目前来自小鼠与离体人心肌,MCT1作为干预靶点在人类心衰中的价值需要专门研究检验。

线粒体内膜MCT1乳酸通路
论文原文 Figure 2(图片来源:DOI 10.1038/s41586-026-11182-3)

信息来源

  • 论文标题:MCT1-dependent mitochondrial lactate import sustains cardiac metabolism
  • 期刊:Nature,IF 参考 56.1(2025年度JCR);在线发表 2026-10-28
  • DOI:10.1038/s41586-026-11182-3
  • 作者单位:犹他大学(生物化学系等)+韩国世宗大学
  • 一作:Ahmad A. Cluntun 等;通讯作者见原文
本文为基于该论文的原创科普解读,数据与结论均来自论文原文;动物模型结果与人体疗效严格区分,临床转化阶段以原文表述为准。

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