葡萄糖代謝產物竟會與蛋白質形成鍵結，抑制免疫訊號傳遞

生物化學教科書上的丙酮酸（pyruvate）通常只是代謝路徑的中間產物，但最新研究指出，還能直接參與免疫反應調控。最近中國研究發現，丙酮酸能透過全新蛋白質修飾機制，抑制免疫系統的抗病毒反應。論文近日刊登於《Cell》期刊，為代謝與免疫的交互關係提供嶄新分子機制。

丙酮酸：不只是能量代謝過客

細胞將葡萄糖分解、轉換成能量的過程，丙酮酸是關鍵中間產物，進入粒線體後會代謝並產生大量能量分子 ATP。它長期視為能量代謝流程的「過渡角色」，負責銜接不同生化反應。然而，這項最新研究指出，丙酮酸不只是被動的代謝分子，也能參與新穎的蛋白質修飾，團隊命名為「蛋白質丙酮酰化」（protein pyruvylation），並揭示丙酮酸能與蛋白質特定胺基酸形成化學鍵結，進而改變蛋白質的結構與功能。

當人體遭遇病毒攻擊，第一型干擾素（IFN-I）訊號路徑是核心防線之一，此時 IFN-I 會啟動細胞訊號傳導，活化轉錄因子 STAT1 與 STAT2 活性，並開啟一系列抗病毒基因（ISGs）表現。

研究顯示，細胞內丙酮酸濃度升高時，STAT1 的特定胺基酸會發生丙酮酰化修飾。這個改變會削弱 STAT1 與 STAT2 活性，使 IFN-I 訊號傳遞效率下降。換言之，丙酮酸以丙酮酰化，對免疫反應產生「抑制作用」，有可能導致抗病毒機制無法發揮作用。

突變小鼠揭示代謝與免疫的因果關係

為了驗證這種蛋白質修飾的生理意義，團隊運用 STAT1 蛋白無法被丙酮酸修飾的突變小鼠實驗。結果發現，當 STAT1 無法被丙酮酰化，小鼠被病毒感染時展現更強 IFN-I 訊號活性、更高抗病毒基因表現，以及較低病毒含量與更佳存活率。

研究也觀察到，當血糖偏高，細胞丙酮酸濃度也會上升，導致 STAT1 丙酮酰化度增加，使 IFN-I 訊號下降。此現象可能解釋，為何高血糖或糖尿病患者被病毒感染時，免疫反應通常較差。

總結而言，此次發現揭示醣類代謝的中間產物丙酮酸，還有調節細胞訊號傳遞的功能，並說明代謝與免疫並非平行運作的獨立系統。就前瞻性而言，這類發現可能開啟治療某些免疫失調疾病的新穎策略，未來若能開發抑制丙酮酰化或調整細胞丙酮酸濃度的藥物，或許能更有效恢復免疫系統活性，並改寫高血糖族群面對病毒感染時的治療策略。