《细胞·代谢》:帮T细胞猛猛加速!最新研究发现,激活丙酮酸激酶PKM2可显著增强CD8+T细胞效应功能,助力免疫治疗

360影视 欧美动漫 2025-04-10 23:02 3

摘要:早年间看《头文字D》的时候,奇点糕印象最深的情节之一,就是换上了赛车级发动机的AE86速度飙升,让拓海成为了真·秋名山车神,毕竟发动机是汽车的“心脏”嘛。而同样的道理,要是能把细胞的“能量发动机”——线粒体升级一下,或许就能让一些细胞脱胎换骨呢?而在当前的癌症

*仅供医学专业人士阅读参考

早年间看《头文字D》的时候,奇点糕印象最深的情节之一,就是换上了赛车级发动机的AE86速度飙升,让拓海成为了真·秋名山车神,毕竟发动机是汽车的“心脏”嘛。而同样的道理,要是能把细胞的“能量发动机”——线粒体升级一下,或许就能让一些细胞脱胎换骨呢?而在当前的癌症研究领域,CD8近日,美国明尼苏达大学团队就在Cell Metabolism期刊发表了最新研究成果[1],首次揭示可通过激活M2型丙酮酸激酶(PKM2),增强CD8T细胞及CAR-T细胞依赖于线粒体的细胞毒效应功能,助力免疫检查点抑制剂和过继性细胞疗法;在作用机制上,激活PKM2可调控细胞内一碳代谢并降低蛋氨酸水平,使T细胞核和线粒体DNA甲基化水平下降,从而重编程T细胞线粒体,增强其生物发生和能量代谢功能,实现能量发动机的“升级”。

一图总结论文主要发现

在介绍研究结果之前,奇点糕得先说说PKM2这个非常特殊的存在,因为它同时具有代谢酶和非代谢酶两种可相互转化的状态,分别对应它在细胞质中形成四聚体,在细胞核中则为二聚体的两种状态,后者具有较高的蛋白激酶活性,可发挥原癌基因转录功能。也正因此,既往研究对PKM2是促癌还是抑癌结论不一[2-3],也未分析PKM2对CD8+基于这些考量,明尼苏达大学团队在本次研究中首先使用PKM2激动剂(TEPP46)处理黑色素瘤及结肠癌模型小鼠,发现激活PKM2(使PKM2处于四聚体代谢酶活性状态)可显著抑制肿瘤生长、延长小鼠生存,而抑癌功臣就是肿瘤内浸润显著增多的CD8+T细胞,转录组学分析显示,激活PKM2全方位改变了CD8++T细胞和调节性T细胞的占比。接下来,研究者们把目光聚焦到CD8+T细胞的线粒体,证实激活PKM2可促进线粒体的生物发生和结构重组,表现为线粒体数量、质量(mass)、ATP生成和膜电位增加,这些都是有助于改善线粒体功能的改变;同时,激活PKM2也改变了线粒体表观基因组,使DNA甲基化水平显著下降,带来的结果则是线粒体核糖体亚基和线粒体复合物相关编码基因表达上调,这让线粒体翻译功能明显增强,也是CD8+T细胞效应功能增强所不可或缺的。线粒体发生了大变局,CD8T细胞的代谢当然也要变个模样:分析显示,激活PKM2会改变CD8+T细胞的糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径(PPP)和一碳代谢等代谢通路,其中PPP和一碳代谢改变的影响相对最明显,PPP会为进入活化状态的CD8+T细胞提供更多核苷酸,一碳代谢改变则会下调蛋氨酸水平,导致前面提到的DNA甲基化水平下降。也就是说,激活PKM2导致的代谢层面全面重编程,就是CD8+T细胞效应功能增强的基础。而CD8T细胞效应功能增强的好处,相信大家都很有数,研究者们也在实验收尾阶段证实,激活PKM2可增强CD8+T细胞的抗癌战斗力,且能与PD-1抑制剂治疗协同增效;而对CAR-T细胞更是能加上“双buff”,即同时增强对癌细胞的杀伤力和持久性,这也意味着激活PKM2作为增强免疫治疗的全新方式,应用场景可能十分广泛,及时雨了属于是

参考文献:

[1]Mortazavi Farsani S S, Soni J, Jin L, et al. Pyruvate kinase M2 activation reprograms mitochondria in CD8 T cells, enhancing effector functions and efficacy of anti-PD1 therapy[J]. Cell Metabolism, 2025.

[2]Anastasiou D, Yu Y, Israelsen W J, et al. Pyruvate kinase M2 activators promote tetramer formation and suppress tumorigenesis[J]. Nature Chemical Biology, 2012, 8(10): 839-847.

[3]He D, Feng H, Sundberg B, et al. Methionine oxidation activates pyruvate kinase M2 to promote pancreatic cancer metastasis[J]. Molecular Cell, 2022, 82(16): 3045-3060. e11.

来源:奇点肿瘤探秘

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