T细胞:活化与代谢

摘要:免疫代谢(Immunometabolism)描述了免疫功能和代谢调节之间相互关系。T细胞在活化周期(初始T细胞-效应T细胞-效应后T细胞)不同阶段,对能量需求不同,需要通过代谢重编程来实现。

免疫代谢(Immunometabolism)描述了免疫功能和代谢调节之间相互关系。T细胞在活化周期(初始T细胞-效应T细胞-效应后T细胞)不同阶段,对能量需求不同,需要通过代谢重编程来实现。

免疫代谢

免疫细胞通过改变代谢酶的活性和营养摄取,以支持免疫激活的代谢需求,这一过程被称为代谢重新编程。

1. 初始T细胞(Naive T 细胞)阶段

胸腺发育成熟的T细胞,转移至淋巴结和脾脏等外周淋巴组织,在没有抗原刺激的晴情况下,处于相对静止的状态,称之为初始T细胞。

静止的状态下,代谢也处于代谢静息状态;使用更多是氧化磷酸化而非糖酵解。

2. 早期效应阶段

初始T细胞接受抗原刺激之后,启动活化,活化一系列相关基因,表达功能相关蛋白,发挥生物效应。

此阶段细胞生物活动活跃,因此需要较多能量来支持。因此生物合成功能活跃,糖酵解氧化磷酸化三羧酸循环活跃。

TCR信号通过丙酮酸脱氢酶激酶1(PDHK1)与糖酵解直接相关联,PDHK1启动的需氧糖酵解,是细胞因子产生所必需的,细胞因子的合成通过抑制乳酸脱氢mRNA结合来控制.

Cell Rep. 22(6):1509–21

3. 后期阶段(效应、记忆或者耗竭状态)

T细胞有很强的可塑性。受到所处环境中各类细胞及其分泌的细胞因子等的影响,会发生表型和功能的改变。

Cell . 2017 Oct 5;171(2):385-397.

活化的T细胞成为效应细胞,发挥相应功能。此时糖酵解能力下降,生物能学能力增强。

活化的T细胞健康的过度到记忆性T细胞;此时代谢以氧化磷酸化为主,线粒体增大,生物合成能力增强。

在持续抗原暴露情况下(慢性感染,肿瘤)抑制细胞的诱导下过度到耗竭表型的T细胞。T细胞耗竭是一个长时间重编程形成的结果,相应内容可以阅读:T细胞耗竭(Exhaustion)和T细胞耗竭四阶段。

PD-1交联减弱PI3K、Akt和mTOR信号直接影响代谢途径,包括抑制糖酵解。在体内,发育中的Tex细胞表现出代谢紊乱,包括抑制细胞呼吸、降低葡萄糖摄取和线粒体能量失调。

主要参考文献

Menk AV, Scharping NE, Moreci RS, Zeng X, Guy C, et al. 2018a. Early TCR signaling induces rapid aerobic glycolysis enabling distinct acute T cell effector functions. Cell Rep. 22(6):1509–21

Ramon I Klein Geltink et al,Mitochondrial Priming by CD28,Cell . 2017 Oct 5;171(2):385-397.e11.

Bengsch B, Johnson AL, Kurachi M, Odorizzi PM, Pauken KE, et al. 2016. Bioenergetic insufficiencies due to metabolic alterations regulated by the inhibitory receptor PD-1 are an early driver of CD8+ T cell exhaustion. Immunity 45(2):358–73

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来源:老吴说科学

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