代謝過程調節T細胞的生物學功能

2021-01-20 恆瑞源正



來源| iNature



幼稚T細胞積極維持在靜止狀態,促進其存活。在抗原刺激時,T細胞退出靜止以啟動克隆擴增和效應分化。最初的研究集中在參與T細胞靜止和激活的免疫受體和轉錄調節因子,但最近的研究結果強調細胞代謝是這些過程的關鍵調節因子。

2019年8月12日,遲洪波在Nature Reviews Immunology在線發表題為「Metabolic coordination of T cell quiescence and activation」的綜述文章, 該綜述總結了這些內在的代謝程序,並描述了細胞外在因素,如營養素和調節性T細胞如何直接和間接地平衡常規T細胞中的靜止和激活程序。

研究人員建議免疫線索和營養素許可和調整代謝程序和信號網絡,以雙向方式進行通信以促進靜止退出。了解調節T細胞靜止的程序將是開發調節人類疾病中保護性和病理性T細胞應答的新方法的關鍵。



T細胞進入循環之前在胸腺中發育並成熟為幼稚T細胞,其通過自身肽-MHC分子和細胞因子IL-7與T細胞受體(TCR)結合維持。在抗原刺激時,幼稚T細胞分化為效應T細胞和長壽記憶T細胞(TM細胞)。如果幼稚T細胞池改變,則可能出現對病原體,腫瘤和疫苗的不良反應,或免疫缺陷或自身免疫的發展。因此,了解幼稚T細胞如何平衡和激活是非常重要的。


胸腺細胞發育中的靜止過程


幼稚T細胞被積極維持在靜止狀態,其被定義為處於細胞周期的G0階段並且具有低代謝,轉錄和翻譯活性。這種靜止狀態不同於調節性T細胞(Treg細胞)強制的外周耐受性或由於不適當的TCR刺激或共刺激而發生的無反應性。幼稚T細胞準備激活,驅動其克隆擴增和效應功能。這種激活由稱為靜止退出的過程介導,該過程在抗原刺激和共刺激後以及在第一次細胞分裂之前發生。 


代謝重編程在幼稚T細胞的靜止退出


T細胞命運決定,包括分化為效應T細胞或TM細胞,通常在此時間框架內進行。T細胞的靜止退出由促進增殖,存活和效應分化的六個「標誌」(未按特定順序列出)定義:細胞周期從G0進入G2-S-M期;細胞生長;自分泌或旁分泌IL-2信號;養分吸收;增加合成代謝;並重新編程線粒體代謝。


細胞內在和細胞外在機制,強制T細胞靜止


本綜述總結了幼稚T細胞靜止和靜止退出的代謝調節,以及較小程度的靜息TM細胞。研究人員首先描述靜止和靜止退出的代謝特徵;然後研究人員討論如何通過細胞內信號傳導和代謝程序積極維持T細胞靜止,並由Treg細胞衍生機制強制執行;接下來,研究人員詳細介紹代謝程序如何驅動幼稚T細胞的抗原依賴性激活,以及營養素和其他微環境因素如何調節T細胞靜止和激活之間的平衡;最後,研究人員總結了這些代謝程序如何與免疫信號相互作用,討論調節T細胞靜止的未來方向和治療意義。



參考信息:

https://www.nature.com/articles/s41577-019-0203-y


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