暨南大学张力研究员团队在Cell Metabolism发表研究：Physical exercise mediates cortical synaptic protein lactylation to improve stress resilience。文章关注的是乳酸在运动介导的抗焦虑作用中的生物学机制。
研究背景
众所周知，体育锻炼是缓解焦虑症的好方法。高强度运动下几乎所有组织中都显著上调一种物质：乳酸。这是由于细胞在缺氧条件下糖酵解生成乳酸，以迅速供应高强度运动的能量需求。
然而乳酸的角色可不止于此，它还参与众多其他生命活动的调节过程。例如，它能够促进血管内皮生长因子的表达来促进新血管的形成；还可以调节组蛋白去乙酰化酶的活性进而影响基因表达调控等。在神经组织中，组蛋白乳酸化受神经兴奋的影响，并与神经退行性疾病或脑损伤有关。
目前研究报道了乳酸抗抑郁的效力，但对于具体的机制研究尚缺。由于在体育训练中血液和脑乳酸水平都显著升高，这就提出了本文非常关键的问题：运动是否可能通过改变大脑内的蛋白质乳酸化模式，从而缓解焦虑？
研究围绕：锻炼—SNAP91乳酸化—mPFC突触结构—对抗焦虑，这一信号轴展开。下面跟随小编一块看看咋回事吧！
研究结果
从研究内容中依次剖析，可延伸出这几个关键科学问题：
问题1：运动后产生的乳酸是否能够调控焦虑行为，怎么验证？
问题2：乳酸驱动大脑中组蛋白的乳酸化的作用靶点是什么？
问题3: 乳酸化的升高和运动下神经元功能的改善后之间有何关联？
问题4：运动如何调节乳酸化进而影响突触功能？
问题1：运动后产生的乳酸是否能够调控焦虑行为，怎么验证？
1. 运动通过增强乳酸生成来防止焦虑：运动显著增强脑乳酸生物合成，CRS模型小鼠中注射乳酸可以显著缓解焦虑。
问题2：乳酸驱动大脑中组蛋白的乳酸化的作用靶点是什么？
2. 运动增强mPFC中突触蛋白的乳酸化：运动增强突触蛋白SNAP91的乳酸化，而运动下突触结构和功能的改善与SNAP91乳酸化的增强有关。
问题3：乳酸化的升高和运动下神经元功能的改善后之间有何关联？
3. SNAP91的乳酸化维持皮层活性和压力恢复能力：在mPFC中表达功能缺失的SNAP91突变体，SNAP91乳酸化下调，mPFC神经活性下降，提示突触蛋白乳酸化破坏下神经功能受损。乳酸主要调节mPFC中SNAP91的乳酸化，从而维持正常的压力恢复能力。
问题4：运动如何调节乳酸化进而影响突触功能？
4. 运动通过上调SNAP91乳酸化来增强皮质突触功能：SNAP91突变体小鼠即使进行规律的运动训练，其SNAP91蛋白的乳酸基修饰水平仍然被抑制。当mPFC区域的SNAP91乳酸化受损时，运动诱导的抗焦虑效应消失。
5. SNAP91体内基因编辑阐明结构和行为缺陷：作者建立一个位点特异性的体内基因编辑模型，这种操作成功地抑制SNAP91的乳酸化。该小鼠再次运动后，抗焦虑作用消失。这证明运动训练重塑了突触蛋白乳酸化的稳态，达到预防焦虑样行为的效果。
文章亮点
1.首次揭示乳酸代谢在运动改善焦虑样行为中的关键作用机制。
2.发现SNAP91是运动诱导的乳酸化最关键的突触蛋白靶标。
3.首次发现在神经系统中存在非组蛋白的乳酸化修饰，并表明这种修饰对调节神经功能和心理行为有重要意义。
由于之前没有研究大脑内非组蛋白乳酸化的报道，研究结果表明，某些代谢物除了在细胞代谢中的直接作用外，还可能调节神经功能。
总结
本文发现运动增强了循环和中枢乳酸水平，这些乳酸分子可能作为胞内信号调节突触蛋白SNAP91的活性，从而影响突触传递。皮层神经网络的改变最终赋予运动小鼠更高的应激恢复能力。
这一发现解释了大脑在运动下对高能量需求的适应，并提供了乳酸在大脑中的非代谢调节作用。