溶酶体作为细胞的"消化中心"，腔内的 酸性环境（pH 4.5-5.0）是维持其降解功能的核心条件。目前已知约有60多种水解酶的最适pH分布在此范围，过酸或过碱都会显著抑制水解酶功能导致底物累积和自噬通量受损。维持这一酸性范围依赖于两个关键过程：V-ATPase 介导的 H+主动泵入和 H+泄漏途径。

近期，浙江大学良渚实验室徐浩新团队新鉴定了一种非经典的溶酶体H+泄露途径的分子基础——SLC7A11，并揭示了此通路参与溶酶体和细胞功能调控的机制，以及其在神经退行性疾病的病理进程的关键作用。相关内容已以 SLC7A11 is an unconventional H+ transporter in lysosomes 为题发表于 Cell 期刊。研究还使用了TargetMol的蛋白酶抑制剂 Cocktail（C0001）以及CCK-8（C0005）噢~ 大佬的选择，你值得拥有！

SLC7A11蛋白的新功能
该团队此前已发现 TMEM175（团队命名Lyso-H1）介导的溶酶体快速H+释放途径（Cell, 2022）在溶酶体过酸时（pH < 4.5）被激活，从而避免水解酶活性被抑制。

在最新研究中，他们发现使用巴弗霉素A1（Baf A1）抑制 V-ATPase 后，野生型（WT）和TMEM175敲除（KO）细胞系（HeLa和HAP1）的溶酶体酸性显著降低。这些结果表明，可能存在不止一种H+泄漏途径来调控溶酶体 pH（LysoH2）。

随后，研究者基于大量公开发表的溶酶体蛋白质组学数据构建孤儿溶酶体膜蛋白（OLMP）KO 细胞文库并进行筛选。发现在 OLMP KO 细胞系中，仅 SLC7A11 KO 细胞（HeLa和HAP1）的溶酶体 在 V-ATPase 抑制30分钟后与WT细胞溶酶体相比仍显著酸化。

同时，通过小分子化合物库高通量筛选找到了对溶酶体酸性有显著调控作用的分子——Erastin（常用铁死亡诱导剂，也是SLC7A11抑制剂）。由此确定了SLC7A11是 LysoH2 通路的关键分子介质。

▲基于OLMP敲除细胞文库和小分子化合物库的高通量筛选编码LysoH2的基因

SLC7A11通过胱氨酸和Glu通量介导溶酶体H+泄漏
溶质载体家族成员SLC7A11（Solute Carrier Family 7 Member 11）是溶质转运第7家族的第11个成员，属于胱氨酸/谷氨酸逆向转运蛋白，主要参与氨基酸在质膜上的转运，而本研究发现它也定位于溶酶体，通过顺浓度梯度排出胱氨酸（Cys2）和摄入谷氨酸（Glu）发挥其质子流出/酸性调节功能。具体表现如下：

• SLC7A11 缺失导致溶酶体内 Cys2 水平升高。
• 使用 cysteamine 耗竭溶酶体 Cys2 会减弱 V-ATPase 抑制剂诱导的去酸性化。
• 在体外分离的溶酶体中，加入细胞质侧的 Glu 会导致 WT 溶酶体去酸性化，此效应可被 SLC7A11 抑制剂阻断，且在 SLC7A11 KO 溶酶体中不发生。
• 增加腔内 Cys2 浓度（通过 Cys2-AM）也能促进去酸性化。
• SLC7A11 的转运活性位点突变（K198A）或影响其溶酶体定位的突变（AAS）会消除其对溶酶体酸性的调节作用。

▲SLC7A11通过顺浓度梯度转运Cys2/Glu介导溶酶体H+泄漏

溶酶体 pH在抗铁死亡中发挥作用
维持最佳的溶酶体 pH 对细胞抵抗铁死亡至关重要。研究人员发现，在多种细胞中，erastin 诱导的溶酶体过度酸化会导致明显的细胞死亡，而低剂量氯喹（CQ）、尼可沙胺（Nilocide）或 IMD-0354 的处理可通过 恢复溶酶体 pH 来发挥抗铁死亡作用。

与此相对，RSL3诱导的铁死亡对溶酶体 pH 干预不敏感，提示铁死亡的关键步骤在于溶酶体H+泄漏对脂质过氧化的抑制作用，而非单纯依赖 GSH 恢复。

进一步研究显示，TMEM175 与 SLC7A11 共同参与溶酶体 pH 调控，但仅 SLC7A11 缺失会触发铁死亡，其机制可能涉及溶酶体胱氨酸/谷氨酸交换及酸碱稳态失衡。在原本对 erastin 不敏感的细胞（如 HeLa、成纤维细胞）中，胱氨酸饥饿或 SLC7A11 上调会使其易感于 SLC7A11 依赖的铁死亡，这一效应同样可通过 CQ 治疗逆转。以上结果表明，SLC7A11 在溶酶体水平上发挥核心抗铁死亡作用，维持溶酶体酸碱稳态是其防止脂质过氧化与细胞死亡的关键机制。

此外，SLC7A11 还通过调控溶酶体的酸性环境，影响 α-突触核蛋白的聚集，这在帕金森病的发病过程中起着关键作用。

▲SLC7A11敲除小鼠脑中病理性α突触核蛋白的加速积累及帕金森症行为学表型（上）低剂量氯喹（CQ 1 μM）修正溶酶体pH成功逆转细胞铁死亡（下）

小结
综上，该研究揭示了 SLC7A11 介导的溶酶体慢速H+泄漏途径，结合该团队此前发现的TMEM175介导的溶酶体快速H+释放途径（Cell, 2022），与V-ATPase形成了溶酶体酸碱平衡调控的逻辑闭环，解答了该领域近50年悬而未决的问题。