Lactate-driven ATP6V1B2 lactylation triggers asthmatic inflammation by linking lysosomal dysfunction to mitochondrial ROS-dependent pyroptosis

炎症 细胞生物学 上睑下垂 免疫学 调解人 炎症体 细胞内 重编程 线粒体 自噬 组织蛋白酶 哮喘 半乳糖凝集素 组织蛋白酶G CD14型 组织蛋白酶B 泛素 氧化应激 细胞因子 化学 半胱氨酸蛋白酶1 二十烷酸 组织蛋白酶D 促炎细胞因子 白细胞介素13 脂质信号 刺激 生物 呼吸上皮 活性氧 程序性细胞死亡
作者
Qiaoyun Bai,Ning Ding,Rixin Feng,Fengxiang Shang,Kun Dai,Guanghai Yan,Zhiguang Wang,Yihua Piao,Guangyu Jin,Yilan Song,Guanghai Yan
出处
期刊:Redox biology [Elsevier BV]
卷期号:90: 104059-104059
标识
DOI:10.1016/j.redox.2026.104059
摘要

Immunometabolic reprogramming is increasingly recognized as a driver of asthma pathogenesis, yet the molecular mechanisms linking lactate accumulation to airway inflammation via protein lactylation (Kla) remain elusive. In this study, we integrated a house dust mite (HDM)-induced asthma model with quantitative lactylomics to identify ATP6V1B2, a key V-ATPase subunit, as a core lactylation target. Combined molecular dynamics simulations and biochemical analyses revealed that intracellular l-lactate triggers lactylation at K108/K109. This modification restricts ATP6V1B2 conformational flexibility, leading to the disassembly of the V1-V0 complex and subsequent loss of proton pump activity. Crucially, the lactylation event was validated in primary human bronchial epithelial cells (HBEs), confirming that HDM and l-lactate stimulation induce ATP6V1B2 lactylation, thereby ensuring the clinical relevance of our findings. We demonstrate that this loss-of-function precipitates lysosomal alkalinization and membrane permeabilization (LMP). Crucially, LMP acts as a central node that bifurcates into two pathogenic cascades: it triggers a catastrophic mitochondrial ROS burst via Cathepsin B leakage. This oxidative burst functions as a pivotal redox signal that initiates a non-canonical Caspase-8/3/GSDME-dependent pyroptosis pathway, distinct from intrinsic apoptosis. In vivo, blocking ATP6V1B2 lactylation using an AAV-delivered lactylation-deficient (2 KR) mutant successfully severed this metabolic-inflammatory loop, significantly attenuating airway inflammation, Th2 cytokine release, and tissue pyroptosis. These findings characterize a novel "l-lactate-ATP6V1B2-GSDME" axis, establishing ATP6V1B2 lactylation as a critical metabolic switch connecting lysosomal damage to inflammatory cell death, thereby identifying a potential therapeutic target for metabolic dysregulation in chronic asthma with severe pathology.
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