椎间盘退变（Intervertebral Disc Degeneration, IVD）是导致慢性腰痛的主要原因，其病理机制涉及复杂的代谢紊乱与氧化应激失衡。近日，发表于《Nature Communications》的一项研究深入探讨了代谢产物——乳酸在这一过程中的关键调控作用，揭示了SOD1（超氧化物歧化酶1）的乳酰化修饰如何通过改变蛋白构象，从而加剧椎间盘退行性病变。

研究团队通过对退变椎间盘组织进行代谢组学与蛋白质组学分析发现，在缺氧及炎症环境下，椎间盘细胞内乳酸水平显著升高。这种代谢微环境的改变直接促进了SOD1蛋白发生翻译后修饰——乳酰化（Lactylation）。实验数据表明，SOD1的K75位点是乳酰化的主要靶点，该修饰的发生显著降低了SOD1的酶活性。

从分子机制层面来看，K75位点的乳酰化并非简单地阻碍活性中心，而是通过诱导SOD1蛋白的构象改变，使其结构稳定性下降，进而导致其清除超氧化物阴离子（O2·-）的能力受损。随着SOD1抗氧化功能的丧失，细胞内活性氧（ROS）水平急剧飙升，进而激活了下游的氧化应激通路，诱导髓核细胞发生凋亡与基质降解，最终形成恶性循环，加速了椎间盘的退变进程。

该研究不仅阐明了“代谢-修饰-功能”这一全新的调控轴，还通过动物模型验证了抑制SOD1乳酰化或通过药物干预乳酸产生，能够有效缓解椎间盘退变症状。这一发现为临床治疗椎间盘退变提供了新的思路，即通过调节细胞代谢稳态或阻断特定蛋白的异常修饰，有望成为未来延缓甚至逆转脊柱退行性疾病的潜在治疗策略。

Journal Reference: SOD1 lactylation impair its enzymatic activity by conformational change to aggravate intervertebral disc degeneration. Nature Communications.