从两座诺贝尔奖到CNS追捧，继乳酸化之后，为什么维C化是蛋白质修饰的下一个蓝海

每年十月，全世界的目光都会聚焦斯德哥尔摩。恰如今年诺贝尔生理学或医学奖一经揭晓，即刻成为科研界的顶流话题。而在诺贝尔奖的历史长廊里，有一个小分子曾两度“封王”——它不是昂贵的靶向药，也不是神秘的黑科技，而是你手边那杯橘子汁里的维生素C。

PART 1

 

一、从一颗橘子，到两座诺贝尔奖

维生素C的故事，要从大航海时代的“海上梦魇”说起。15—18世纪，数以万计的水手和探险者因坏血病失去生命。1747年，这一现象被终结，军医詹姆斯·林德的一项临床对照实验发现，让水手吃橘子和柠檬可使坏血病快速痊愈，是人们与维生素C的“初次相遇”。

1937年，两项诺贝尔奖让维生素C迎来顶流之年。诺贝尔生理学或医学奖—圣捷尔吉·阿尔伯特，诺贝尔化学奖—沃尔特·诺曼·霍沃思。前者成功提取抗坏血酸（维生素C），后者确定维生素C的化学结构并实现人工合成。几乎同一时期，瑞士化学家赖希施泰因也独立实现了维生素C的人工合成，其路线后来演变为著名的工业化“赖氏法”，让维生素C从实验室珍品走进千家万户。

图1 圣捷尔吉·阿尔伯特博士

图2 沃尔特·诺曼·霍沃思博士

（注：图为1937年诺贝尔奖获得者，图片来自于网络）

PART 2

 

二、百年之后：维生素C研究的“第二春”

由于当前人体无法自身合成维生素C，关于维生素C的研究从未停歇。尤其随着组学技术的成熟，维生素C在临床中的研究正在兴起——它正在以你意想不到的方式，改写抗癌、抗衰、免疫、神经、生殖等领域的版图。

肿瘤领域，维生素C或许可成为有益的抗瘤帮手

oncology field

2015年Science重磅报道“高剂量维生素C可通过靶向性抑制GAPDH，选择性地杀死KRAS或BRAF基因突变的结直肠癌细胞”[1]；在完整的免疫系统中，高剂量维生素C可调控免疫细胞向肿瘤微环境的浸润，并以T细胞依赖的方式延缓肿瘤生长。维生素C不仅能增强过继转移的 CD8 T 细胞的细胞毒活性，还能在多种癌症类型中与免疫检查点治疗（ICT）产生协同[2]；2025年，《Advanced Science》研究表明，稳定型维生素C（APM）不仅能诱导肾癌干样细胞周期阻滞、抑制骨转移进展，还能重塑骨微环境——抑制破骨细胞分化、减少中性粒细胞浸润，与CXCR2拮抗剂联用效果更佳[3]。

免疫炎症领域，维生素C是免疫系统的“调节器”

immuno-inflammatory field

在自身免疫领域，抗坏血酸能通过抑制STAT3信号通路，细胞内在性地阻断B细胞向浆细胞分化，减少自身抗体产生，从而延缓类风湿关节炎的发生、减轻疾病严重程度[4]。

衰老领域，维生素C自带强力的抗衰潜能

the field of senescence

维生素C的美白和抗衰老功能深入人心。2025年《Cell Stem Cell》一项研究表明，食蟹猴每日口服维生素C（30 mg/kg），持续3.3年，显著减轻卵巢氧化应激、细胞衰老和卵泡耗竭，使卵母细胞的生物年龄减少1.35岁，体细胞减少5.66岁，NRF2通路是关键机制[5]。次年发表相似结论，长期口服维生素C可恢复老年食蟹猴骨髓中枯竭的共同淋巴祖细胞（CLP）池、纠正造血“髓系偏移”，骨髓转录组年龄平均“年轻”约4岁[6]。同年《Cell Metabolism》研究发现一条铁过载驱动衰老的新通路——“铁衰老”（ferro-aging），并锁定ACSL4为核心执行者。通过功能筛选，发现维生素C是ACSL4的直接抑制剂。老年猴连续40个月补充维生素C后，多组织铁衰老特征显著减轻，神经与代谢功能改善，多组学衰老时钟提示生物学年龄被系统性逆转[7]。

更多领域，维生素C具有无限可能

more field

近年来维生素C在多项领域被报道，维生素C可增强造血干细胞静息与自我更新能力，是造血干细胞自我更新的“刹车技”，并部分通过TET2抑制白血病发生[8]；母体运动的耐力获益能通过“维生素C依赖的DNA去甲基化”传递给子代、孙代乃至曾孙代；孕期补充维生素C可复刻上述跨代效应[9]；军工污染物高氯酸盐会破坏鱼类精子发生，而维生素C共暴露可修复睾丸形态、恢复受精率，为抗氧化干预生殖毒性提供了新思路[10]。

PART 3

 

三、Cell重磅：维生素C可以直接“写”进蛋白质

2025年《Cell》重磅文章首次报道了一种全新的蛋白质翻译后修饰——赖氨酸维生素C化修饰（Lysine Vitcylation）。文章结论明确表明：

1. 维生素C可直接修饰蛋白质的赖氨酸残基，形成维生素C化修饰蛋白质。质谱上表现为+175Da质量偏移，换用C13同位素标记的维生素C，偏移质量变为+176（单标记）和+177Da（双标记），证实修饰供体就是维生素C；

图3 质谱结果证实维生素C可直接修饰蛋白质的赖氨酸残基

2. 维生素C化是一种生理条件下的全新修饰。由还原型的抗坏血酸阴离子（生理条件下维生素C的存在形式）能完成修饰，不同于其氧化形式形成的抗坏血酸化（ascorbylation）蛋白质修饰；

3. 维生素C化修饰蛋白质的程度呈维生素C剂量、pH依赖性、序列选择性且高度特异于赖氨酸。在生理可达的维生素C浓度中（0.1-10mM），维生素C化修饰随浓度增加而增强。在pH依赖性上表现为：pH7.0到pH9.5-10.0，维生素C化修饰增加，之后在更高pH下下降，表明维生素C化可优先发生于某些细胞区室或条件下，反言之蛋白的细胞定位或生理状态可能影响维生素C化的程度；

图4 维生素C化修饰发生特点

4. 维生素C化可与磷酸化发生crosstalk，调节细胞免疫和炎症反应。研究者表明，转录因子的第298位赖氨酸（K298）发生维生素C化修饰后，STAT1在结构上无法被磷酸酶TCPTP“关闭”，其Y701位磷酸化得以持续放大，干扰素信号通路随之激活，肿瘤细胞表面的MHC-I类抗原递呈分子显著上调，树突状细胞和CD8+ T细胞相继激活，开启抗肿瘤免疫机制。同时，STAT1维生素C化也促进其降解以防止过度活化；

图5 STAT1维C化发挥对细胞免疫和炎症反应的调节功能

5. 体外维生素C干预，可抑制肿瘤生长，延长小鼠生存期。在免疫系统完整的荷瘤小鼠腹腔注射维生素C（4 g/kg/天）后，肿瘤生长受抑、生存期延长。维生素C在肿瘤组织中选择性富集，与PD-1抗体联用效果更强，而把STAT1的K298突变为无法被修饰的精氨酸（K298R）后，维生素C的所有抗肿瘤效应全部消失。一条未在教科书中收录的全新机制被发现。该机制完全不依赖于维生素C已知的ROS调控、TET去甲基化或HIF1α通路。

继乙酰化、琥珀酰化、乳酸化之后，人类第一次发现：维生素C本身就是一种蛋白质修饰供体。从此百年老分子，从“营养素”正式升为“信号分子”，也为蛋白质翻译后修饰的版图补上了崭新的一角。

PART 4

 

四、新修饰，新方向，新机遇

2019年组蛋白乳酸化修饰在《Nature》问世后，短短数年间相关研究呈井喷之势，迅速成为基金申请与顶刊发表的热门方向。今天，维生素C化修饰来袭—它的全景图谱有多大？在不同组织、不同疾病中如何分布？是否存在催化的“书写酶”与“擦除酶”？每一个问号，都是一片等待开垦的科研蓝海。

工欲善其事，必先利其器。全景式检测样本中发生了维生素C化修饰的蛋白质，是研究维生素C化修饰调控疾病机制有利前提。基于多年的修饰蛋白质组学技术积累，中科新生命即将推出“维生素C化（维C化）修饰组学”整体解决方案：采用生物正交维生素C探针，结合高分辨质谱鉴定、修饰蛋白质定量与一站式生信挖掘，助您开启维C化修饰的全新旅程。

从一颗橘子，到两座诺贝尔奖，再到《Cell》上的全新修饰——维生素C的故事，远未结束。产品即将上线，敬请关注10月27日中午11:30-13:00的维C化产品发布会，我们邀请了维C化修饰发现者—上海交通大学何吓俤研究员为我们介绍维C化的发现之旅。

 

报名方式

本次活动采用线上直播 + 全国线下午餐会同步开启，线下参会专享免费午餐，边吃边学，高效又省心。

 

1. 线上参与

“中科新生命多组学服务”公众号回复关键词 “直播” ，预约观看。

 

2. 线下参与

活动同步在全国各高校院所开展午餐会，免费提供午餐。可联系当地销售，为所在课题组/单位预约专场。

 

参考文献

[1] Yun J, Mullarky E, Lu C, et al. Vitamin C selectively kills KRAS and BRAF mutant colorectal cancer cells by targeting GAPDH. Science. 2015 Dec 11;350(6266):1391-6.

[2] Magrì A, Germano G, Lorenzato A, et al. High-dose vitamin C enhances cancer immunotherapy. Sci Transl Med. 2020 Feb 26;12(532):eaay8707.

[3] Zhang J, Zhang Q, Lin G, et al. Single-Cell Analysis Reveals that Vitamin C Inhibits Bone Metastasis of Renal Cancer via Cell Cycle Arrest and Microenvironment Remodeling. Adv Sci (Weinh). 2025 Aug;12(30):e01011.

[4] Yin Y, Wu S. Ascorbic acid alleviates rheumatoid arthritis by inhibiting the production of autoantibodies. Cell Commun Signal. 2024 Jul 24;22(1):373.

[5] Jing Y, Lu H, Li J, et al. Vitamin C conveys geroprotection on primate ovaries. Cell Stem Cell. 2025 Nov 6;32(11):1723-1740.e9.

[6] Ye Y, Zhang H, Xin Z, et al. Vitamin C attenuates primate bone marrow aging at the molecular and progenitor level. Cell Stem Cell. 2026 Aug 6;33(8):1379-1397.e8.

[7] Liu L, Zheng Z, You W, et al. Vitamin C inhibits ACSL4 to alleviate ferro-aging in primates. Cell Metab. 2026 Apr 7;38(4):673-693.e17.

[8] Comazzetto S, Cassidy DL, DeVilbiss AW, et al. Ascorbate deficiency increases quiescence and self-renewal in hematopoietic stem cells and multipotent progenitors. Blood. 2025 Jan 2;145(1):114-126.

[9] Shi H, Li J, Li F, et al. Vitamin C-Dependent Intergenerational Inheritance of Enhanced Endurance Performance Following Maternal Exercise. Adv Sci (Weinh). 2025 Apr;12(13):e2408912.

[10] Chakraborty S, Reh B, Anand S, et al. Vitamin C Mitigates Potassium Perchlorate Exposure-Induced Disruption of Spermatogenesis in Medaka. Environ Sci Technol. 2025 Dec 9;59(48):25600-25612.

 

关于中科新生命

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