组蛋白乳酸化如何维持造血干细胞:北大团队揭示乳酸的表观遗传开关
造血干细胞靠糖酵解生活,乳酸去了哪里
造血干/祖细胞(HSPC)有一个与身份匹配的代谢特征:相比已经定向的红系等祖细胞,它们更依赖糖酵解供能,细胞内乳酸浓度随之偏高。乳酸过去常被视为代谢废料,但自组蛋白乳酸化被发现以来,它多了一个身份——能给染色质组蛋白赖氨酸残基加上修饰,直接影响基因开关。
北京大学研究团队在《自然·通讯》发表的这项工作,系统刻画了动态组蛋白乳酸化在 HSPC 维持与早期红系分化中的调控作用。
三组学合围:乳酸化与开放的染色质同步
比较显示,HSPC 的糖酵解活性、乳酸水平与组蛋白乳酸化都高于红系祖细胞。研究进一步整合 CUT&Tag、ATAC-seq 与 RNA-seq 三类数据,发现组蛋白乳酸化与基因表达水平、染色质开放性呈正相关;有意思的是,尽管乳酸化与乙酰化发生在相同的赖氨酸位点上、占据模式相似,乳酸化与染色质可及性的关联更强。
功能层面,无论体外还是体内实验,提升组蛋白乳酸化都延缓了红系分化、延长了祖细胞状态,同时增强红系扩增、促进造血干细胞维持与移植后重建。
机制落点:FLI1 与细胞周期的“刹车”
机制上,组蛋白乳酸化促成转录因子 FLI1 的上调——它是 HSPC 维持的正调控因子;同时上调多个细胞周期负调控基因的表达,从而放缓细胞周期进程,保住干细胞的“年轻态”。
对研究者而言,这套发现为体外扩增造血干细胞、优化培养条件提供了表观遗传层面的抓手;对血液病患者而言,它提示乳酸代谢通路可能成为干预造血重建的潜在方向。当然,从机制到临床转化还需要大量验证工作。
信息来源
论文:Histone lactylation-mediated chromatin dynamics facilitate maintenance of hematopoietic stem and progenitor cells and regulation of erythropoiesis
期刊:Nature Communications,IF 18.1(2025 JCR 参考)
DOI:10.1038/s41467-026-79314-x
第一作者单位:北京大学生命科学学院+北大人民医院血液病研究所
通讯作者:见原文